TR201809365T4 - Gaz analizine yönelik bir hücre yapısı, cihaz ve yöntemler. - Google Patents
Gaz analizine yönelik bir hücre yapısı, cihaz ve yöntemler. Download PDFInfo
- Publication number
- TR201809365T4 TR201809365T4 TR2018/09365T TR201809365T TR201809365T4 TR 201809365 T4 TR201809365 T4 TR 201809365T4 TR 2018/09365 T TR2018/09365 T TR 2018/09365T TR 201809365 T TR201809365 T TR 201809365T TR 201809365 T4 TR201809365 T4 TR 201809365T4
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- cell
- electrode
- analysis
- gas
- cell structure
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 title abstract description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 117
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 107
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 189
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 51
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 20
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 210000001874 anterior cell Anatomy 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 148
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 24
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 description 11
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 11
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 4
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 3
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 3
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010291 electrical method Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 238000009420 retrofitting Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
- G01N27/622—Ion mobility spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
- G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
- G01F1/7088—Measuring the time taken to traverse a fixed distance using electrically charged particles as tracers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/08—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring variation of an electric variable directly affected by the flow, e.g. by using dynamo-electric effect
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Buluş, iyonların mobilitesine dayalı bir gaz analizi ile ilgilidir. Buluş, bir analiz cihazının bir hücre yapısı ile ilgili olup, hücre yapısı, iyonların elektrik mobilitesinin tanımlanması için referans hücresini (201), iyonizasyon bölümünü (202) ve analiz hücresini (203) içermektedir. Buluş ayrıca, iyonların tanımlanması için bir yöntem ile ilgilidir. Dahası, buluş, iyonların tanımlanması için bir sistem ile ilgilidir.
Description
TARIFNAME
GAZ ANALIZINE YÖNELIK BIR HÜCRE YAPISI, CIHAZ VE
YÖNTEMLER
Bulusun Amaci
Bulus, iyon mobilitesine dayali spektrometrede kullanilan analiz teknigi ile
ilgilidir. Bulus, özellikle istem lie göre tarif edildigi üzere gazin analiz
tekniginde kullanilan bir hücre yapisi ile ilgilidir. Bulus ayrica gaz akisindaki
maddelerin tanimlanmasina yönelik olan, hücre yapisini içeren bir cihazla
ilgilidir. Dahasi, bulus, istem 12”ye göre tarif edildigi üzere numune gazinin
akisindaki maddelerin tanimlanmasina yönelik bir yöntemle ilgilidir.
Önceki teknik
Bunlarla ve ayni zamanda iyonlarla olusturulan gazin, atomlarin ve/Veya
moleküllerin yapisal birimlerinden bahsedilebilmektedir. Gazda tek bir iyon veya
belirli diger yapisal birim, bir sapma hiziyla ve/veya gazin akis yönünden ve/veya
hizindan sapan bir yöne geçici olarak hareket edebilmektedir, fakat ortalama
olarak, bunun içerisindeki gazin tek bir iyonu veya belirli bir diger yapisal birimi,
gazla birlikte hareket etmektedir. Ayrica, kisa ömürlü radikaller, gazda meydana
gelebilmektedir. Bazi gaz molekülleri ayrica polar moleküllerle gevsek kümeleri
olusturabilmektedir, böylelikle bunlar arasindaki bag, bir kimyasal baglanti
mukavemetine kiyasla daha küçüktür.
Bir gaz numunesi, numunenin alindigi gazdan belirli bir kesinlikle alinacak olan,
gazi temsil ettigi tahmin edilen bir numunedir. Bir numune gazi, gazli bilesenlerin
bilesiminin, gaz numunesini temsil ettigi bir gazdir. Gaz numunesi ayrica, güncel
numune gazinin gazli fazina ek olarak, makroskopik algida, küçük parçalar,
partiküller halinde, diger fazlari içeren partikülat cisimciklerinin mevcut olabildigi
37691.01
durumda bir aerosol olabilmektedir. Yapisal birimlerinin belirli özelliklerinin
temelinde bir gazin tanimlanmasi, iyonize kosulda yapisal gaz birimlerinin yeterli
bir miktarinin mevcut oldugu göz önünde bulunduruldugunda, elektriksel
yöntemlerle uygulanabilmektedir. Elektriksel yöntemlerle akan gazdan iyonlarin
tanimlanmasina yönelik olan, ayni zamanda Sürükleme teknigi isminin
kullanildigi en az iki teknik, IMS teknigi ve Sürükleme tüpü, bilinmektedir. IMS
tekniginde, iyonlar, bir açik aspirasyon kondansatörünü olusturan bu tarz ölçüm
elektrotlari arasinda geçis yapan bir gaz akisindan analiz edilmektedir. Aspirasyon
kondansatörü, yönünün, akis yönüne dikey oldugu bir elektrik alanina sahiptir.
Elektrik alani, gaz akisindan iyonlari, aspirasyon kondansatörün bir plakasina gaz
akisini saptamaktadir. Iyonlann hareket süresi ve/veya hareket araligi, iyonlarin
mobilitesini ayirmasinin mümkün olmasi için ölçülmektedir.
Sürükleme tekniginde, iyonlar, elektrik akimi büyüklügünün, bir süre islevi olarak
ölçüldügü bir ölçüm elektrotuna bir toplama örgüsünden elektrik akiminda hareket
etmektedir. Her bir ölçümün sifir noktasi, toplama örgüsüne verilecek olan örgü
darbesinin sifir noktasina ayarlanmaktadir ve ölçülecek olan iyonlar, uygun
özelliklere sahip bir tasiyici gaz boyunca genellikle ölçüm elektrotuna hareket
etmektedir. Prensip geregi, genellikle Sürükleme tekniginin pratik olarak
gerçeklestirilmesinde numune ve tasiyici gaz için ayri dolasimlar gerekmektedir,
böylelikle hücre kaçinilmaz olarak, gaz dolasimi ile durumda oldugu gibi kapali
bir yapiya sahiptir.
Sekil llde gösterilen basitlestirilmis sematik diyagrama göre bir açik hücrenin,
numune gazi mobilitesinin ölçümünde kullanildigi bir lMS teknigi bilinmektedir.
Hücre, analiz haznesinin (106) birinci ucunda, bir ok ile gösterilecek olan gaz
numunesi akisinin (100) bir girisine sahiptir. Haznenin (106) kendisi, plakalar
(102 ve 108) ile kisitlanmaktadir. Hücre, gaz numunesi akisinda (100) iyonlarin
(101) tespit edilmesine yönelik elektrotlardan (103 ve 104) olusan bir elektrot
çiftine sahiptir. Elektrot (103), plakaya (102) baglanmaktadir ve elektrot (104),
plakaya (108) baglanmaktadir. Elektrot (103), belirli bir potansiyele sahiptir ve
37691.01
elektrot (104), belirli bir ikinci potansiyele sahiptir. Elektrot (104) potansiyeli
genellikle elektrotlar (103 ve 104) arasinda elektrik alaninin (105)
yerlestirilmesine yönelik ve öte andan, toprak potansiyeline karsi olusturulacak
olan voltaj sinyalinin üretilmesine yönelik toprak potansiyeline yakindir. Sekil
l”de gösterilen hücre, gaz iyonu (101) gaz numunesi akisi (100) ile birlikte
elektrotlar arasindaki bosluga ulasirken, elektrik alaninin (105), iyon (101) ile
etkilesime geçebilmesi için çalismaktadir, bu durumda etkilesim kuvveti, iyonun
(101) geçis yönünün degisimine yol açmaktadir ve belirli bir durumda, iyonlari
toplayarak burada meydana gelen yük degisiminin, bir elektrik akimi olarak tespit
edilebilmesi ve degistirilebilmesi için plakanin (104), örnegin bir voltaj sinyaline
toplanmasina yol açmaktadir. Iyonlarinin mobilite spektrumuna dayali olarak
gazin tanimlanmasina yönelik Sekil l7e göre hücre çözeltilerinde, nominal olarak
sabit degerde degisken bir voltaj, bununla birlikte elektrik alaninin (105)
degistirilmesinin saglanmasi için kullanilabilmektedir. Bu durumda, elektrik
alaninin (105) mukavemeti, örnegin sinusoidal olarak degiskenlik
gösterebilmektedir ve/veya elektrotlar (103 ve 104) ile olusturulan çift benzeri bu
tarz çesitli elektrot çiftleri, yüklenmis partiküllerin analiz edilmesi için
kullanilmaktadir, böylelikle çiftler, akis yönünde birbirlerinden sonra, plakalar
(102 ve 108) ile kisitlanan hücreye baglanmaktadir ve sirali olarak monte
edilmektedir, böylelikle genellikle numune gazi akisinin (100) bir ortalama hiz
vektörü ve elektrik alaninin (105) yönlü vektörü arasinda bir dik açi olan bir açi
mevcut olmaktadir. Örnegin, belirli mobiliteye sahip iyonlar, plakaya (104) kadar
toplanabilmektedir ve hafifçe farkli olan iyonlar, mobilite spektrumunun
olusturulmasina yönelik bir benzer ikinci plakaya kadar toplanabilmektedir ve
numune, bunun yardimiyla tanimlanabilmektedir.
Iyonlarin yol açtigi bir elektrik akiminin, haznenin ters uçlarinda bulunan
elektrotlar vasitasiyla tespit edildigi hücre geometrileri de bilinmektedir,
böylelikle gaz akisi ve iyonlarin ortalama geçis yönü arasindaki açi yaklasik
olarak 180°,dir. Hücrenin sürükleme haznesinde bulunan gazin, örnegin akis
yardimiyla sürükleme haznesi boyunca sürüklenmesine izin verilebilmektedir,
37691.01
fakat bazi çözeltilerde, ayrica elektrik alani ile olusturulan kuvvetler altinda
iyonlarin ortalama hareketinden ters yöne sürüklenmesine de izin
verilebilmektedir.
Bilinen teknikte, gelen numune büyük ölçüde hizli bir sekilde yüklenmektedir ve
iyonlarin, hazne boyunca geçen akisla birlikte, fakat öte yandan elektrik alani ile
belirlenen yöne göre sürüklenmesine, bazi durumlarda ayrica iyonlarina
toplanmasina yönelik olan, ayni zamanda numune için düzenlenen numune
girisinden analiz haznesinin ters ucunda konumlandirilabilen akim hedefine veya
bir ilgili elektrota (104) dogru yönden sapmasina izin verilmektedir. Elektrot
(104) olarak bu tarz bir akim hedefine çarptiginda, iyon, bunun üzerinde elektrik
yükünün degisimine yol açmaktadir, bu da bir akim sinyali olarak yorumlanmakta
ve sinyal isleme araçlari ile uygun bir forma islenmektedir.
Gaz numunesinin yüklenmesi, birçok farkli sekilde uygulanabilmektedir.
Radyoaktif kaynaklar, hafif ve korona bosalmasi, bu sekilde en çok bilinen
yükleme teknigi olabilmektedir, böylelikle yükleme hakkinda bilinen gerçekler
genellikle bilinen teknoloji ile ilgili yayinlarda açiklandigi üzere kullanilmasi
amaçlanan yükleme mekanizmasina ve/veya yüklenmis malzemenin kullanim
amacina bagli olmaktadir.
Fakat, önceki teknigin hücre yapisi, dezavantajlara sahiptir. Bunlardan birisi,
elektrotlarla olusturulan kondansatörün yapisina baglanmaktadir. Kondansatörde,
plakada (103) potansiyel yükü, plakadan (104) yapilan ölçümde
görülebilmektedir. Ek olarak, hava nemliligine ve sicakligina yönelik
varyasyonlar, kondansatör özelliklerinde zararli bir etkiye sahiptir, bu da
iyonlardan dolayi meydana gelen akim sinyallerinin islenmesini daha zor hale
getirmektedir ve bu sekilde, mobilite spektrumunun olusumunda belirsizlige
neden olmaktadir, bu da tanimlama islemini daha zor hale getirmektedir.
Bir US 5,455,417 numarali Patent Yayininda, bilinen IMS teknigi, Sekil 1B7de
37691.01
bulunan çapraz kesit çizim ile gösterilene göre cihaz açiklanmaktadir: Giristen
(128) giren gaz, sicakligini kontrol eden isiticiyi (127) içeren alüminyum kismin
(119) yardimiyla sabit sicaklikta isitilmaktadir. Gaz, radyoaktif kaynagin (129)
yardimiyla yüklenmektedir bundan sonra gaz, plaka elektrotuna (121) ve ön
elektrota (122) sahip analiz hücresine (125) ve belirli bir voltajin kademeli olarak
ayarlanmasina yönelik toplama elektrotuna (123) ve bu sekilde, patent yayininda
açiklandigi üzere elektrotlar (121, 122 ve 123) arasinda bulunan bir elektrik
alanina ilerlemektedir. Bahsi geçen sekilde elektrik alanini kullanarak, daha
mükemmel bir sekilde çalisan, Sekil lB,de bulunan geleneksel aspirasyon
kondansatörünü olusturma girisiminde bulunulmustur. Digerleri arasinda,
sicakligin ayarlanmasinda kullanilan sicaklik sensörü, gaz çikisi (120) ve devre
kartlari (124 ve 126), Sekil lB, ye çizilmistir, elektronik bilesenleri, sonraki devre
kartinin ( 126) yüzeyine çizilmistir.
Patent yayini ayrica, teknikle iliskili olan, analiz edilecek olan madde olan analiti
içeren bir numunenin ilk olarak toplandigi ve yüklendigi bir yöntemi tarif
etmektedir. Fakat, patent tarifnamesi, bu durumda, analit konsantrasyonunun,
yüklemede bir doygunluk kosuluna ulasmak için numunede yeterince yüksek
olmasi gerektiginden bahsetmektedir. Iyonlarin mobilitesi, yüklenmis gaz
numunesinden belirlenmektedir. Numunede bulunan analit konsantrasyonu,
mobiliteye bagli olarak belirlenmektedir.
Teknik, dezavantajlara sahiptir. Akümülatörden sonra analiz hücresine (125)
ilerleyen masif aerosol partikülleri, özellikle önemli miktarda elektrik yükü
tasiyabilmeleri halinde ve tasiyabildikleri zaman, elektrotlarla (121 ve 122)
olusturulan alan üzerinden geçebilmektedir ve en dezavantajli bir sekilde, analiz
elektrotunda (123) önemli sinyal bozulmasina yol açmaktadir. Dahasi,
akümülatörde bulunan aerosol partiküllerinin olasi mevcudiyeti, sonraki analiz
haznesinin mekanik ve/veya elektrik blokaji gibi sonraki kosullarda zararli bir
etkiye sahip olabilmektedir, bu durumda islem, daha zor bir sekilde
gerçeklestirilmektedir ve analiz sonucunun güvenilirliginden muzdarip
37691.01
olmaktadir. Olasi yeniden askiya alma ve/veya iliskili temas yüklemesi de yükü
yanlis bir yere zararli bir sekilde aktarabilmektedir. Bir diger konu, isi ile
iliskilidir. Baslica, isitilmis kesitlerden daha soguk olan kesitlere aktarilirken,
sicaklikta olan degisimler, gaz fazindan sivi faza ve/veya kati faza faz geçislerine
yol açabilmektedir. Bu durumda, söz konusu fenomen, partikül olusumunun
baslangiç noktalarina bagli olarak çesitli alt türlere sahip partiküllerin,
nükleasyonun olusturulmasidir. Özellikle radyasyonla tetiklenen iyon ile
indüklenmis nükleasyon ve örnegin, yüzeyler üzerinde yapisal bozukluklarda yer
alan heterojenik nükleasyon, bazi durumlarda, partikül sekilli malzemenin
olusumuna ve iyon mobilitesinin tanimlanmasi için zararli olan konumlara
toplanmasina yol açabilmektedir.
Dahasi, gaz ve aerosol tespitine yönelik belirli çözelti türleri, US 5,701,009, US
Belirgin olarak, US 5 701 009 A numarali Patent Dökümani, bir dikdörtgen
seklinde gaz akis geçisini belirleyen bir yapiyi içeren bir gaz detektörünü
açiklamaktadir. Geçis boyunca bir ultraviyole isik huzmesi iletmek için bir
ultraviyole lamba konumlandirilmaktadir. Geçis boyunca akisi indüklemek üzere
geçisin bir ucunda bir fan konumlandirilmaktadir ve lambanin asagi yönünde iki
ters elektrot mevcuttur. Hava akisinin, iyonize edilebilir bir test gazini içermesi
halinde, bu, huzme ile iyonize edilmektedir ve elde edilen iyonlar, elektrotlar ile
toplanmaktadir. Geçis boyunca her iki yönde akisla mücadele etmek için, birinci
elektrot kümesinin bir ayna görüntüsü olan elektrotlarin bir ikinci kümesi, birinci
kümeye lambanin ters tarafinda kurulmaktadir.
Önceki teknigin çözümleri, tek bir ölçüm esnasinda bunun gazinda meydana gelen
degisikliklerin nihai sonucu etkileyebilmesi olasiligindan dolayi voltaj
degisimlerinde belirli bir yavaslik yüzünden daha da kisitli olmaktadir.
Bulusun kisa açiklamasi
37691.01
Bulusun bir yönü, önceki teknige göre dezavantajlarin üstesinden gelmektir.
Dahasi, bulusun bir amaci, havadaki nem ve sicaklikta olan degisimlerin,
iyonlarin tanimlanmasina neden olan dezavantajlari ortadan kaldirmaktir. Ek
olarak, bulusun bir amaci, ölçüm sonuçlarinin etkili bir sekilde bildirilmesini
mümkün kilan bir sisteme ulasmaktir. Bulusun bir amaci, bulusa göre yapiya
sahip bir gaz ölçüm cihazi saglamaktir.
Bulusun amaçlarina, istem lie göre bir hücre yapisi, istem llie göre bir gaz
ölçüm cihazi ve istem 12,ye göre bir yöntem ile ulasilmaktadir.
Bagimsiz istemler, bulusa göre diger avantajli yapilandirmalari göstermektedir.
Bulusa göre olan, bir madde özelliginin tanimlanmasina yönelik hücre yapisi,
maddeye düzenlenmektedir. Mobilite spektrumunun üretimine yönelik olarak, bir
gaz numunesi olan bir numune, bulusa göre cihazin hücre yapisina yönlendirilen
tasiyici gazdan alinmaktadir; numuneye dayali olarak bir referans sinyali
üretilmektedir; iyonize numune gazi analiz edilmektedir; analizde bir analiz
sinyali üretilmektedir ve iyonlarin mobilite spektrumu, referans sinyaline ve
analiz sinyaline dayali olarak numune gazindan belirlenmektedir.
Bulusa göre cihazin hücre yapisi, belirli bir sekilde açiklamaktadir ve gaz
numunesinin girisi ve analiz edilen gaz numunesinin çikisi arasinda bir sürükleme
haznesini içermektedir, sürükleme haznesi, numunenin geçis yönünde, söz konusu
sirada bir referans bölümünü, bir iyonizasyon bölümünü ve bir analiz bölümünü
içermektedir.
Referans bölümü, referans sinyalinin üretilmesine yönelik bulusa göre hücre
yapisina düzenlenmektedir. Referans bölümü, referans hücresine ve bunun
üzerinde bir elektrot çiftine sahiptir, bir referans elektrot çifti, referans elektrotuna
ulasan iyon degisimlerine dayali olarak referans sinyalinin üretilmesine yönelik
belirli bir referans elektrotuna sahiptir. Bu durumda, referans sinyalinin, iyonize
olmayan bir numunenin çevresel faktörlerine ve iyonlarin nihai mobilite
spektrumundan ve bu sekilde analiz sinyalinin kendisinde ve bu sekilde sonuçta
37691.01
belirli zararli bir etkiye sahip olabilen analiz sonucundan bu tarz kapasitif
fenomene dayali olarak faktörlerin ortadan kaldirilmasina yönelik olarak
olusturulmasi amaçlanmaktadir.
Iyonizasyon bölümü, iyonlarin üretilmesi ve yüklenmesi amaçlanan gaz kisimlari
ile temasa geçirilmeleri için bir yükleyici olan bir iyonize ediciye sahiptir. Hala
iyonize olmayan, iyonizasyon bölümüne girmesi amaçlanan numune, iyonlarin
numuneye olusturulmasina yönelik belirli bir sekilde yüklenmektedir.
Analiz bölümü, bir analiz hücresine ve bunun üzerinde, yükte olan degisimlerin
belirli bir elektrik akimi sinyali olarak yorumlanabildigi sekilde, iyonlarin
mobilitesi ile belirlenen bir sekilde bir analiz elektrotuna olusturulan bir elektrik
akiminin yardimiyla, iyonlarin bunun üzerinde toplanabilmesi için düzenlenen, bir
analiz elektrotunu içeren bir çift elektrota, bir çift analiz elektrotuna sahiptir. Söz
konusu akim sinyaline dayali olarak ve öte yandan, referans sinyalinin yardimiyla,
numunede olan bir iyon mobilite dagilimi, numunede bulunan maddenin, iyon
mobilite dagilimina dayali olarak tanimlanabilmesi için olusturulabilmektedir.
Mobilite dagiliminin olusumunda referans elektrotunun kullanimi, maddenin
gazdan tanimlanmasina güvenilebilmesi için çevresel faktörlerin etkisinin ortadan
kaldirilmasinda avantajlidir. Ek olarak, iyonizasyon bölümüne girmesi amaçlanan
referans elektrot çifti kullanilarak, numune, iyonlarin numuneye olusturulmasina
yönelik belirli bir sekilde yüklenmektedir.
Analiz bölümü, bir analiz hücresine ve bunun üzerinde, yükte olan degisimlerin
belirli bir elektrik akimi sinyali olarak yorumlanabildigi sekilde, iyonlarin
mobilitesi ile belirlenen bir sekilde bir analiz elektrotuna olusturulan bir elektrik
akiminin yardimiyla, iyonlarin bunun üzerinde toplanabilmesi için düzenlenen, bir
analiz elektrotunu içeren bir çift elektrota, bir çift analiz elektrotuna sahiptir. Söz
konusu akim sinyaline dayali olarak ve Öte yandan, referans sinyalinin yardimiyla,
numunede olan bir iyon mobilite dagilimi, numunede bulunan maddenin, iyon
mobilite dagilimina dayali olarak tanimlanabilmesi için olusturulabilmektedir.
Mobilite dagiliminin olusumunda referans elektrotunun kullanimi, maddenin
37691.01
gazdan tanimlanmasina güvenilebilmesi için çevresel faktörlerin etkisinin ortadan
kaldirilmasinda avantajlidir. Ek olarak, referans elektrotu çifti kullanilarak,
kondansatör yapisinin, mobilite spektrumunun kesinligine getirdigi dezavantajlar
ortadan kaldirilabilmektedir.
Bulusa göre analiz cihazi, bulusa göre hücre yapisina sahiptir. Bulusa göre analiz
Cihazi ayrica gaz numunesinden partikülat malzemesinin çikarilmasina yönelik,
bir baska ifadeyle gazin bir numune gazina saflastirilmasina yönelik filtre
araçlarini içermektedir. Filtre araçlari, örnegin özellikle gaz numunesinden agir
aerosol partiküllerin çikarilmasi için düzenlenen bir HEPA tipi filtreyi, bir
membrani veya fiber filtreyi, bir elektrik filtresini, bir çarpma cihazini veya
partiküllerin toplanmasina yönelik belirli bir diger filtreyi veya bunlarin bir
kombinasyonunu içerebilmektedir, burada partiküller, bunlara sahip çesitli yükleri
tasiyabilmekte veya analiz sonucunda zararli bir etkiye sahip olabilmektedir.
Bulusa göre analiz cihazi ayrica, örnegin iyonize edicinin isleminin kontrol
edilmesine yönelik kontrol araçlarini da içerebilmektedir. Bulusa göre analiz
cihazi, referans elektrot çiftinin ve/veya analiz elektrot çiftinin çalisma voltajinin
kaynaginin kontrol edilmesine yönelik araçlara sahip olabilmektedir. Bulusa göre
analiz cihazi ayrica referans elektrotundan iletilmesi amaçlanan sinyalin
islenmesine yönelik belirli birinci sinyal isleme araçlarini da içerebilmektedir.
Bulusa göre analiz cihazi ayrica analiz elektrotundan iletilmesi amaçlanan
sinyalin islenmesine yönelik belirli ikinci sinyal isleme araçlarini da
içerebilmektedir. Birinci ve ikinci sinyal isleme araçlari kiyaslama araçlarina
islevsel olarak baglanabilmektedir, bunlarla baglantili olarak, hafiza araçlari da
saglanabilmektedir.
Kiyaslama araçlarinin baglantisinda, en çok kiyaslama araçlarinin kontrol
edilmesine yönelik bir mikro islemci olmasi tercih edilmektedir. Mikro islemci,
fiziksel olarak kiyaslama araçlarindan ayrilabilmektedir. Ayrica belirli bir
bagimsizlik elde etmek için farkli görevlerde kullanilacak olan çesitli mikro
37691.01
islemciler mevcut olabilmektedir. Bir mikro islemci ayrica, bir kontrol sinyalinin
iyonize ediciye, referans voltajinin olusturulmasina yönelik araçlara ve/veya söz
konusu araçlarin ve/veya iyonize edicinin dolayli olarak veya dogrudan kontrol
edilmesi vasitasiyla spesifik kontrol araçlari boyunca analiz voltajinin
olusturulmasina yönelik araçlara olusturulmasina yönelik olarak kullanilabilmesi
için düzenlenebilmektedir.
Bulusu kullanan bir sistemde, örnegin elektro-manyetik radyasyonun yardimiyla
olusan veri iletimine dayali olarak, tercihen kablosuz olan, fakat ayrica bir elektrik
ve/veya optik kablo vasitasiyla olmasi muhtemel olan uzaktan kontrol vasitasiyla
cihazin analiz isleminin kontrol edilmesine yönelik islevsel kontrol araçlarina
sahip olan bir analiz cihazi mevcuttur. Bu durumda, bulusun bir yapilandirmasina
göre bahsi geçen analiz cihazi olan bir uzaktan cihaz en çok tercih edilecek
sekilde, iletici-alici araçlar olarak birlestirilen, analiz cihazinin islemini kontrol
eden kontrol sinyalinin alinmasi için ve/veya ölçüm sonuçlarini açiklayan verinin
ve uzaktan cihazla iletisim halinde olan bir ikinci cihaza uzaktan cihazin
durumunun iletilmesi için düzenlenen iletici araçlari ve alici araçlari içermektedir.
Bu sekilde, bulusa göre cihazin yapisini, kablosuz olarak ve/veya bir kablo
yardimiyla cihazin disindan kontrol etmek mümkündür, hücre yapisi, örnegin
belirli bir sekilde çevreden izole edilmis bir davlumbaza veya benzeri bir yere
yerlestirilmektedir. Uygulanabilir oldugunda, kablosuz olarak ve kismen kablo
vasitasiyla kontrol gerçeklestirilebilmektedir.
Sekillerin kisa açiklamasi
Sekil 1A ve IE, asagidaki gibi bilinen teknigi göstermektedir:
Sekil lA, bilinen teknige göre bir hücreyi göstermektedir; ve
Sekil lB, bilinen teknige göre bir diger hücreyi göstermektedir.
37691.01
Bulus daha sonrasinda, örnek ve ekteki 2-5 arasindaki çizimler olarak
gösterilen avantajli yapilandirmalara istinaden
daha kapsamli bir sekilde açiklanmaktadir, burada
Sekil 2, bulusa göre bir avantajli yapilandirmanin hücre yapisini, bir sema
olarak göstermektedir;
Sekil 3A, bulusun avantajli bir yapilandirmasina göre bir birinci siradaki hücre
yapisinin bir semasini göstermektedir;
Sekil 3B, bulusun avantajli bir yapilandirmasina göre bir ikinci siradaki hücre
yapisinin bir semasini göstermektedir;
Sekil 4A, bulusun avantajli bir yapilandirmasina göre bir gaz ölçüm cihazinin
bir semasini göstermektedir;
Sekil 4B, bulusa göre bir ikinci avantajli yapilandirmaya göre bir diger gaz
ölçüm cihazinin bir semasini göstermektedir; ve
Sekil 5, gaz akisinda bulunan maddelerin tanimlanmasina yönelik olan, bulusa
göre bir yöntemi göstermektedir.
Ayni referans numaralari ve isaretleri, Sekillerde bulunan ilgili bölümlerden
kullanilmaktadir.
Bulusa göre avantajli yapilandirmalarin ayrintili açiklamasi
A. Birinci avantajli yapilandirma
Sekil 2, bulusun bir avantajli yapilandirmasina göre hücre yapisinin (ZOOA) örnek
teskil eden bir semasini oldukça kaba bir seviyede göstermektedir. Hücre yapisi
37691.01
(200A), numune gazina yönelik bir sürükleme haznesine (200) sahiptir, bunun bir
yapisal birimi (210), çizime çizilmistir. Hücre yapisi (200A), sürükleme haznesi
(200), referans bölümüne (201), iyonizasyon bölümüne (202) ve analiz bölümüne
(203) sahiptir. Açiklayici amaçlara yönelik olarak, referans bölümü (201), dikey
kesik çizgi (220) ile iyonizasyon bölümünden (202) ayrilmaktadir. Açiklayici
amaçlara yönelik olarak, referans bölümü (201), dikey kesik çizgi (221) ile analiz
bölümünden (203) ayrilmaktadir. Gaz numunesinin akisina (100) yönelik hücre
yapisinin (200A) girisi (204) ve analiz edilmis numune gazinin çikisi (205), hücre
yapisinin (200A) farkli uçlarinda islevsel olarak konumlandirilmaktadir,
böylelikle hücre yapisinin referans bölümü (201), iyonizasyon bölümü (202) ve
analiz bölümü (203), sürükleme haznesinin (200) olasi bükülmelerinden bagimsiz
olarak numune geçis yönünde söz konusu sirada konumlandirilmaktadir. Sekil
2,de gösterilen semaya dayali olarak, hücre yapisi (200A), büyük ölçüde düz
sürükleme haznesine (200) sahiptir, fakat bulusta gösterilene dayali olarak,
sürükleme haznesinin (200) bölümlerinin ayrica bosluktan tasarruf etmek için
bükülecek sekilde düzenlenebilmesi teknikte tecrübe sahibi kisiler tarafindan
anlasilmaktadir, bu durumda, hücre yapisinin (200A) hücreleri, birbirlerine
fiziksel olarak oldukça yakin bir sekilde konumlandirilabilmektedir.
Bulusun avantajli bir yapilandirmasina göre hücre yapisinin, büyük ölçüde Sekil
3A”da bulunan örnege göre birinci siranin bir açik hücre yapisi olabilmektedir.
Bulusun bir diger avantajli yapilandirmasina göre hücre yapisi, büyük ölçüde
Sekil 3B,de bulunan örnege göre ikinci siranin bir hücre yapisi olabilmektedir.
Sekil 3A, kapsamli olarak Sekil 2'den çok, bulusun avantajli bir yapilandirmasina
göre hücre yapisinin iç yapisini göstermektedir. Sekil 3A'da bulunan hücre yapisi,
bir birinci siradaki hücre yapisinin bir örnegidir. Sekil 3A9da, açiklayici amaçlara
yönelik olarak, ayrica referans bölümünü (201) iyonizasyon bölümünden (202)
ayiran dikey kesik çizgi (220) ve iyonizasyon bölümünü (202) analiz bölümünden
ayiran dikey kesik çizgisi (221), hücre yapisinin (200A) sürükleme haznesinde
(200) isaretlenmektedir. Kesik çizgilerle (220 ve 221) gösterilen ayirma isleminin,
bulusu kisitlamayi amaçlanmadigi belirtilmektedir. Iyonizasyon bölümünün (202)
37691.01
bir radyasyon kaynagina sahip olmasi halinde, bunun (202), referans bölümünden
(201) ve/veya analiz bölümünden (203) ayrilmasi tercih edilebilmektedir. Bu
durumda, kesik çizgilere (220 ve/veya 221) yönelik olarak ve/veya iyonizasyon
bölümüne bagli iyonize edici radyasyonun, iyonizasyon bölümünden ayrilan
bölümleri etkilemesini önlemek için sürükleme haznesinde (200) mevcut olan
fiziksel esdegerler de mevcut olabilmektedir. Bu tarz bir durumda, bir yandan,
kesik çizgiye (220) tekabül eden ayirma duvari da gaz geçisine olanak
saglanmasina yönelik ve öte yandan, sürükleme haznesinin (200) diger
bölümlerine radyasyon geçisinin es zamanli olarak önlenmesine yönelik bir
bükme geometrisine sahip olabilmektedir. Kesik çizgiye (221) tekabül eden
ayirma duvari da gaz geçisine olanak saglanmasina yönelik ve öte yandan,
sürükleme haznesinin (200) diger bölümlerine radyasyon geçisinin es zamanli
olarak önlenmesine yönelik bir bükme geometrisine veya kismen aralikli bir
geometriye sahip olabilmektedir.
Sekil 3A°da, sürükleme haznesi (200), büyük ölçüde referans elektrotlarindan
(303 ve 304) olusan referans elektrot çifti yapisinin konumuna yerlestirilen
referans bölümüne (201), referans hücresine tekabül eden bir bölüme sahiptir.
Sekil 3A'da bulunan belirli elektrotlarin, plakalardan (302) ayrilmasina yönelik
olarak, yalitim malzemesinin elektrot destekleri (309 ve 311), çizime çizilmistir.
Ayrica, plaka (302) yapisinin bir bölümü olarak entegre edilebilmektedir.
düzenlenmesi için Sekil 4A,da gösterilen voltaj kaynagi (405) vasitasiyla
baglanmasi amaçlanmaktadir. Voltaj kaynagi, Sekil 3A`da gösterilmemektedir.
Daha sonrasinda, elektrot (304), büyük ölçüde toprak potansiyeline yakin sabit bir
potansiyeldedir. Iyonlar, elektrota (304) ulasirken, elektrot (304) potansiyeli
degismektedir. Her gelen iyonla gelen yük, elektrot (304) potansiyelini hafifçe
degistirmektedir, böylelikle elektrot potansiyelinin degisimleri, bir gelen iyon
degisimi basina nispeten küçüktür. Iyonlar, elektrota (304) ulasirken, yüklerindeki
degisimler, elektrik akimi olarak tespit edilebilmektedir. En çok tercih edilecek
sekilde, yük degisimlerinin tespiti, bir elektrometre ile veya örnegin, benzer bir
37691.01
sekilde bir uygun akim-voltaj dönüstürücü ile olusturulabilmektedir. Bu durumda,
yük degisimlerinin tespiti için, elektrot (304), elektrometreye yönelik sensör
olarak kullanilabilmektedir, yük degisimleri tespit edilmektedir. Akim-voltaj
dönüstürücüsünün yardimiyla, elektrometrenin bir çikis sinyali ve buna dayali
olarak, bir referans sinyali dogrudan veya Örnegin toprak potansiyeline göre bir
voltaj sinyali islenerek olusturulabilmektedir.
Bir analiz durumunda, referans hücresinin elektrotlari (303 ve 304) arasinda
bulunan elektrik alani süreye bagimli olabilmektedir, bu durumda süre
bagimliligini açiklayan dalga formu, bir tarama elektrik alaninin saglanmasi için
sinüs, üçgen veya egiktir. Bulusta, herhangi bir spesifik dalga formuna söz konusu
elektrik alaninin dalga formunu kisitlamasi istenmemektedir, fakat dalga formu
ayrica bir söz konusu serbest dalga formu olabilmektedir, böylelikle bir üste
islevlerin yardimiyla olusturulacak bir dizi terim olarak sunulabilmektedir. Ayrica
teknikte tecrübe sahibi bir kisi tarafindan bilinen bazi diger düzenlemeler de
yükün zayif degisimlerinin tespiti ve bunlarin, bir akima ve/veya voltaj sinyaline
dönüstürülmesi için kullanilabilmektedir. Yük degisimlerine dayali olarak bir
akim ve/veya voltaj sinyalinin söz konusu tespit türü ayrica toprak potansiyeline
kiyasla belirli bir diger referans potansiyeline düzenlenebilmektedir. Yük
degisimlerinin, toprakla iliskili bir yüksek mutlak degere sahip olan bir
potansiyelde elektrottan (303) tespit edilmesi için dogal bir sekilde
düzenlenebilmektedir, fakat güncel arzu edilen sinyalin olusturulmasindan sonra
elektrotlar (304 ve 303) arasinda voltajin hesaba katilmasi, özel düzenlemeleri
gerektirebilmektedir. Bulusta, sadece Sekle çizilen anlik duruma elektrik alaninin
(305) yönünün kisitlanmasi istenmemektedir, fakat bir baskasinda bir statik
alanin, ayni zamanda anlik bir yöne, bir büyüklüge, frekansa ve/veya dalga
formuna sahip olan alternatif bir alanin kullanilabilmektedir.
Sekil 3Aida, sürükleme haznesi (200) ayrica Sekil 2,de oldugu gibi iyonizasyon
bölümüne (202) sahiptir. Sekil 3A ile gösterilen semada, iyonizasyon bölümü,
kesik çizgilerle (220 ve 221) sürükleme haznesinin (200) geri kalanindan
37691.01
ayrilmaktadir. Iyonizasyon bölümü (202), elektrotlar (307 ve 308) vasitasiyla
kisitlanan alana büyük ölçüde kisitlanmaktadir. Elektrotlar (307 ve 308), bir
kontrol edilebilir voltaj kaynagi (405) (Sekil 4) vasitasiyla bir korona bosaltiminin
saglanabildigi sekil 3A”da çizilmistir, örnegin böylelikle bir elektrik alani
vasitasiyla elektrotlar (307 ve 308) arasinda bulunan alanda geçis yapan gaza
iyonlari (301) yüklemek, üretmek mümkündür. Iyonlarin (301) üretilmesi için,
örnegin radyoaktiviteden meydana gelen radyasyon üretimi ile saglanan bir
radyasyon alani olabilen bir iyonize edici alan da (306) kullanilabilmektedir, bir
radyasyon alani, ultraviyole radyasyonuna ve/veya bir elektrik alanina dayalidir.
Bir örnek, örnegin geçen radyasyonun bir yönü olarak bir ok ile iyonize edici
alanin (306) yönünü göstermektedir, fakat ayni zamanda çesitli yönlere
bilesenlere sahip olan bir iyonize edici alan kullanilabilmektedir veya yön, ok ile
gösterilenden baska bir yön olabilmektedir. Uygulanabilir oldugunda, elektrotlar
(307 ve/veya 308), örnegin bir radyoaktif maddeyi içeren bir karis ile radyasyon
üreten bir malzeme veya kisim ile degistirilebilmektedir. Bir kombinasyon olarak
bir radyoaktif yükleyici ve bir elektrik alani kullanilarak, radyoaktiviteden
meydana gelen söz konusu aksi tesir atomlarinin erisiminin, hücre yapisinda
iyonizasyon bölümünden konumlandirilan bölümlere kisitlanmasi ve bu sekilde
ölçümün kendisinin gelistirilmesi de mümkündür.
Sekil 3A, elektrotu (307) destekleyen destegi (310) göstermektedir. Destegin
(310) ve elektrotun (307) geometrisiyle, radyasyon araligini, sürükleme
haznesinin diger kisimlarini etkilemek mümkündür. Destek (310) ayrica örnegin
kesik çizgilerle (220 ve 221) gösterilen ayirmaya tekabül eden sürükleme
haznesinin (200) geri kalanindan iyonizasyon bölümünün ayrilmasina,
yükleyicinin iyonizasyon etkisinin, sürükleme haznesinin belirli bir bölümüne
kisitlanmasina yönelik limitleri içermesi için de sekillendirilebilmektedir. Fakat,
destek (310) kullanimi gerekli degildir.
Radyasyon kaynagi, bir örnek olarak listelenen bazi elektrotlarla (304, 314, 303
ve 313) ayni seviyede konumlandirilabilmektedir. Birinci siradaki hücre
37691.01
yapisinda, radyasyon kaynagini (308), Sekil 3Aidan plakanin (302) diger tarafina
konumlandirmak da mümkündür, böylelikle radyasyon kaynagi, kolayca
degistirilebilecek sekilde yapisal olarak düzenlenebilmektedir. Bu durumda,
plakanin (302) kendisi ve/veya buraya baglanmasi amaçlanan ayirma radyasyonu
kontrol plakasi, en az bir deligin belirli bir sekle, en az bir çapa ve uzunluga ve
ayni zamanda belirli bir modelin olusturulmasina yönelik diger deliklerle iliskili
konuma sahip oldugu bir delik kümesine sahiptir. Deligin sekli, radyasyon
kaynagindan kaynaklanan radyasyonu, söz konusu en az bir delik boyunca
iyonizasyon bölümüne yönlendirmek için dairesel, dikdörtgen seklinde veya
dairesel olabilmektedir, burada gaz, meydana gelen doz oraninin, gazin
yüklenmesi için en uygun bir sekilde gaza optimize edilmesi için geçis
yapmaktadir. Deliklerin sekliyle, özellikle uzunlamasina yöne dikey olan
uzunluklari ve çapraz kesiti ve ayni zamanda sekliyle, iyonizasyon bölümünde
radyasyon dagiliminin etkilenmesi mümkündür. Bir ikinci siradaki hücre yapisi
için ayni prensip geçerli olabilmektedir, böylelikle bir gelen iyon basina
hesaplanan elektrot (314) potansiyelinin degisimleri nispeten küçüktür. Iyonlar,
elektrota (314) gelirken, yük degisimleri, elektrik akimi olarak tespit
edilebilmektedir. En çok tercih edilecek sekilde, yük degisimlerinin tespiti, bir
elektrometre ile veya örnegin, benzer bir sekilde bir uygun akim-voltaj
dönüstürücü ile olusturulmaktadir. Bu durumda, yük degisimlerinin tespiti için,
elektrot (314), elektrometreye yönelik sensör olarak kullanilabilmektedir, yük
degisimleri tespit edilmektedir. Akim-voltaj dönüstürücüsünün yardimiyla ve
dogrudan buna dayali olarak veya toprak potansiyeli ile iliskili bir voltaj sinyali
gibi bir analiz sinyalini modifiye ederek elektrometrenin bir çikis sinyalinin
olusturulmasi mümkündür. Ayrica, teknikte tecrübe sahibi bir kisi tarafindan
bilinen bazi diger düzenlemeler, zayif yük degisimleri için ve bir akim ve/veya
voltaj sinyaline dönüstürülmesi için kullanilabilmektedir. Yük degisimlerinin söz
konusu türüne dayali olarak bir akim ve/veya voltaj sinyalinin tespiti ayrica toprak
potansiyeline kiyasla belirli bir diger referans potansiyeline düzenlenebilmektedir.
Bir analiz durumunda, elektrotlar (313 ve 314) arasinda bulunan elektrik alani
37691.01
süreye bagimli olabilmektedir, bu durumda süre bagimliligini açiklayan dalga
formu, bir tarama elektrik alaninin saglanmasi için sinüs, üçgen veya egiktir.
Bulusta, herhangi bir belirli dalga formuna söz konusu elektrik alaninin dalga
formunu kisitlamasi amaçlanmamaktadir, fakat dalga formu ayrica bir söz konusu
serbest dalga formu olabilmektedir, bu sekilde bir üste islevlerin yardimiyla
olusturulacak bir dizi terim olarak sunulabilmektedir. Yük degisimlerinin,
toprakla iliskili bir yüksek mutlak degere sahip olan bir potansiyelde elektrottan
(313) tespit edilmesi için dogal bir sekilde düzenlenebilmektedir, fakat güncel
arzu edilen sinyalin olusturulmasindan sonra elektrotlai' (313 ve 314) arasinda
voltajin hesaba katilmasi, özel düzenlemeleri gerektirebilmektedir. Bu tarz bir
durumda, ayrica referans hücresinin kullanimi ile elde edilen bazi avantajlar,
mobilitenin saptama kesinliginde kismen kaybolabilmektedir. Bulusta, elektrik
alaninin (315) yönünün, sadece Sekilde çizilen anlik duruma kisitlanmasi
amaçlanmamaktadir, fakat bir baskasinda bir statik alan, ayni zamanda anlik bir
yöne, bir büyüklüge, frekansa ve/veya dalga formuna sahip olan alternatif bir alan
kullanilabilmektedir.
Bulusa göre yapilandirmalarda, birinci siradaki hücre yapisinda ve ayni zamanda
ikinci siradaki hücre yapisinda, hücre elektrotlari arasinda elektrot voltajinda
iyonlarin toplama verimliliginin bagimliligi, analiz hücresi ve referans hücresi için
hesaba katilmaktadir. Iyonlarin tanimlanmasi ile iliskili olarak, hücre elektrotlari
arasinda voltajda toplama verimliliginin bagimliligi, bir ön hücre ve/veya arka
hücre gibi diger hücreler içerisinde, ayrica bir öne hücre ve/veya arka hücreye
sahip bir birinci siradaki hücre yapisinda dikkate alinabilmektedir.
Referans elektrotunda ve analiz elektrotunda, bu tarz bir elektrotu kullanarak, bir
voltaj sinyalinin, toprak potansiyeline göre potansiyelde söz konusu elektrotun
degisimine dogrudan bagli oldugu sekilde olusturulabildigi belirtilmektedir, fakat
bu tarz bir durumda, potansiyel olarak söz konusu elektrota, iyonlarin toplama
verimliliginde söz konusu degisimin olasi etkisinin dikkate alinmasi
gerekmektedir.
37691.01
Gaz hizina bagli oldugu gibi, referans sinyalinin anlik degerinin, referans
elektrotunun yardimiyla olusturuldugu süre ani dikkate alinabilmektedir. Bu tarz
bir durumda, gazla analiz hücresine ilerleyen bir potansiyel müdahale, iyon
mobilitesinin analiz edilmesi için kullanilan sinyalden bir sag fazda
sonlandirilabilmektedir, bu sekilde ölçüm kesinligi gelismektedir.
Referans elektrot çiftinin alanina akan gazin durumu, bir kaç fiziksel miktarla
açiklanabilmektedir. Sekil 3A3da, gaz, bir birinci kosulun vektörü (Ysm“_i = stvj
((T, RH, Si, iixi, r,..., Ni)) vasitasiyla, sinirli sayida bilesenlere sahip olan hücre
yapisinin referans bölümüne ulasirken, bir gaz numunesinde bulunan numunenin
fiziksel kosulu gösterilmektedir. Durum vektörünün bir bilesen kümesi asagidaki
gibi açiklanabilmektedir: T=gaz veya benzerinin sicakligi, RH=nispi nem, Si =
gazda bilesenin (i) doygunluk orani, uxi = gazda bir bilesenle (i) K tipi
radyasyonun kütle absorpsiyon katsayisi, r=gaz yogunlugu, Ni=gazda bir bilesenin
(i) yapisal birimlerinin molar fraksiyonu. En çok tercih edilecek sekilde, söz
konusu durum vektörünün bilesenleri vasitasiyla olusturulan sekans serbesttir, bir
baska ifadeyle durum vektörünün bilesenleri, birbirlerine bagli degildir. Fakat
uygulamada, teknik sebeplerin ölçülmesine yönelik olarak, bir kisinin, dizinin
serbestligine uyum saglamak durumunda oldugu diziye bu tarz bilesenlerin
seçilmesi için gerekli olabilmektedir. Yukarida bahsi geçenlere ek olarak, birinci
durum vektörünün bilesenleri, belirli basinçta ve sicaklikta gazin bir bileseninin
(i), viskozitenin, basincin, kismi basincin, gaz bileseninin (i) bir gaz molekülünün
bir ortalama serbest düzleminin direnci olabilmektedir ve belirli bir gaz
bilesiminin bir fraksiyonuna, bir gaz molekülünün i tipi difüzyon katsayisina
ve/veya mekanik mobiliteye ve akis alaninin türbülansina/laminaritesine sahip
olabilmektedir. Fakat, bulusta, söz konusu miktarlarda herhangi bir belirli
kombinasyona kisitlanmasi amaçlanmamaktadir.
Analiz bölümünde numune gazinin akis durumu, belirli bir kesinlige sahip Y,.0V_,~
ile ayni olan, Sekil 3A7da bulunan bir ikinci durum vektörü (Ysmio) ile
37691.01
gösterilmistir. Birinci ve ikinci durum vektörünün, referans bilesenlerine göre
özdes olmasi varsayilarak, analiz elektrotunda (314) tespit edilen elektrik akimi,
örnegin referans sinyaline dayali olarak olusturulabilen referans elektrotundan
(304) tespit edilen elektrik akimina dayali olarak olusturulacak bir düzeltme ile
düzeltilebilmektedir. Birinci ve ikinci durum vektörlerinin, bir yeterli kesinlikle
özdes olmamasi halinde, fark, kalibrasyonla dikkate alinabilmektedir.
En çok tercih edilecek sekilde, referans elektrotu çifti arasindaki elektrik alani
(305), Sekilde gösterildigi üzere büyüklük, mukavemet ve frekans ve faz ile
iliskili olarak analiz elektrot çifti arasindaki elektrik alani ile ayni sekilde
düzenlenmistir. Buna karsin, sapmanin sadece referans sinyalini ve bu sekilde
analiz altinda iyonun mobilite spektrumunu nasil etkileyeceginin bilinmesi
halinde, bundan sapmasi mümkündür, böylelikle sapma, numunede bulunan
maddenin tanimlanmasinda dikkate alinabilmektedir. Bu durumda, tanimlama
ilerledikçe durum vektöründeki (5101,) muhtemel etkilerin ayrica tekrarlanarak
dikkate alinmasi da mümkündür. Örnegin bu tarz bir voltaj kaynagi kullanilarak,
mekanik üretim kesinliginin yol açtigi yapisal belirsizliklerin telafi edilmesi de
mümkündür, burada hücreyi besleyen voltajin fazinin ve büyüklügünün, daha çok
tercih edilecek sekilde birbirlerinden bagimsiz bir sekilde, ayri bir sekilde
ayarlanmasi mümkündür. Araliksiz ayarlamaya ragmen, ayarlama ayrica,
ayarlama alani ve hücre yapisini kullanarak cihazin, islevsel konuma
ayarlanmasiyla baglantili olarak, ayrica yinelenen yapisinin bir kalibrasyonuyla
baglantili olarak olusan, yinelenmeyen kurulum için limit konulmasi anlamina
gelecek sekilde anlasilabilmelidir.
Bir yapilandirmada, durum vektörleri (stß ve/veya YSIOVJJ) hafizaya
depolanmistir, böylelikle güncel kalibrasyondan sonra uygulanan ölçüm
eyleminde ölçüm sonucuna dayali olarak kullanilabilmekte ve/veya
güncellenebilmektedirler. Bulusa göre bir diger yapilandirmada, durum vektörü,
analiz sonucunun belirtilmesine yönelik sonuçlara dayali olarak ölçüm eylemi
esnasinda yinelenmektedir.
37691.01
boyunca sürükleme haznesinde (200) analiz bölümüne geçerken ve bunun
içerisinde elektrik alanina (315) yaklasabilirken, (315), iyon (301) geçisini yoldan
(312) saptirmaktadir, böylelikle bu (301), iyonun (301), tüm yükünü elektrota
(314) iletme zamanina sahip olmayacak sekilde buraya daha erken geçirilen bir
ikinci iyon (311) olarak elektrota (314) yükü iletmeye devam edecegi elektrota
(314) geçirilmektedir. Yük iletilebilirken, önceki iyon, nötr bir molekül veya
benzeri olarak veya bunu kimyasal olarak baglarken kimyasal olarak veya
adezyon tipi kuvvetlerden dolayi yüzeyle reaksiyona girmek, yüzeyin bazi
yapilarinin belirli bir boslugunda kalmak üzere elektrotu (314) terk
edebilmektedir. Önceki iyonun bir alternatif, diger gaz partikülleri ve/veya
benzeri ile sürükleme haznesini (200) terk etmektir.
Sekil 3A”da, iyon (301), bir negatif yük ile isaretlenmistir. Bir anlik duruma göre,
yönlendirilecek sekilde çizilmistir. Bir voltaji bunlar arasindaki bir uygun polarite
ile baglayarak elektrotlar (313 ve 314) arasinda elektrik alan elde edilmektedir.
Iyon (301) yükünün, sekilde isaretlenen bir yükle iliskili olarak tersinde olmasi ve
buna karsin, elektrotun (313), elektrottan (314) daha negatif bir potansiyelde
olmasi halinde, iyon (301), elektrota (313) dogru hareket edecektir. Tekrardan
olmasi halinde, elektrik alanin (315) yönü, sekilde bulunan ok yönüne ve
tekrardan geri tersine, ayrica iyonun (301) elektrik mobilitesine bagli oldugu bir
sekilde elektrik alanin degisiminden sonra analiz bölümü degisimlerinde iyon
düzleminde degistirilmistir.
Elektrik alani (315), uygun bir amaç için faydali olan belirli bir yöne, büyüklüge
ve frekansa sahip olan bir sabit degerin bir elektrik alandan ve/veya bu tarz bir
alternatif elektrik alandan olusabilmektedir, böylelikle belirli bir mobilitesine
sahip iyonlar, örnegin elektrota (314) toplanabilmektedir.
Bu tarz bir durumda, elektrik alanina belirli bir geçici sürecin düzenlenmesi ve
37691.01
geçici sürecin çesitlendirilmesi de mümkündür, böylelikle kontrol kosullarinin
farkli türleri, iyon mobilitesinin belirlenmesinde kullanilacak sekilde
gerçeklestirilebilmektedir. Referans elektrot çiftinde bulunan elektrotlar
arasindaki voltajin, belirli bir sekilde analiz elektrotu çiftinde bulunan elektrotlar
arasindaki voltaji takip etmelidir. En çok tercih edilecek sekilde, referans
hücresinin ve analiz hücresinin alanlari, elektrotlar benzer mekanik boyutlara
sahip olurken, ayni faza, frekansa ve büyüklüge sahip olmaktadir. Daha
sonrasinda benzerlik, belirli bir üretim-teknik kesinlige ve ayni faza sahip
benzerlik anlamina gelecek sekilde anlasilmalidir, böylelikle gaz akisinin yol
açtigi gecikmeler ve/veya elektroniklerin islevi, entegrasyonda hesaba katilmistir.
Bulusa göre bir yapilandirma, alt elektrotlara ayrilmis olan bir referans
elektrotunu içermektedir. Bu durumda, alt elektrotlar, bir ayni kontrol altinda
çalismaktadir, böylelikle her bir alt elektrota söz konusu kontrol, zorunlu
olmayacak sekilde, bazi diger parçalanmis referans elektrotunun alt elektrotlarinin
kontrolü ile aynisina bagli olmaktadir. Ayri alt sinyaller, alt elektrotlarindan
olusturulabilmektedir, bu da ayri bir sekilde islenebilmektedir ve/veya toplam bir
sinyalin saglanmasina yönelik, nihai olarak mobilite analizinin kesinliginin
gelistirilmesi için amaçlanan bir uygun fazda bir uygun sekilde
özetlenebilmektedir.
Bir yapilandirma, sirali olarak sürükleme haznesinin referans bölümünde
numunenin akis yönünde referans elektrotlarindan (303 ve 304), referans elektrotu
çiftlerinden olusan elektrot çifti olarak bu tarz elektrot çiftlerini içermektedir. Bu
durumda, iyon yüklerinin alinmasina yönelik olan, elektrot (304) gibi referans
elektrotlarinin elektrotlari, numunenin geçis yönünde birbirleri ile iliskili olarak
esit miktarda uzun olmasi gerekmektedir, fakat farkli uzunluklarda ve/veya farkli
sekillerde, hatta farkli genisliklerde de olabilmektedir. Daha sonrasinda,
mobilitenin belirlenmesi için kullanilan elektrik kosullarini çesitlendirerek avantaj
elde edilebilmektedir.
37691.01
Bir avantajli yapilandirma, sirali olarak sürükleme haznesinin analiz bölümünde
numunenin akis yönünde analiz elektrotlarindan (313 ve 314), analiz elektrotu
çiftlerinden olusan elektrot çifti olarak bu tarz elektrot çiftlerini içermektedir. Bu
durumda, iyon yüklerinin alinmasina yönelik olan, elektrot (314) gibi analiz
elektrotlarinin elektrotlari, numunenin geçis yönünde birbirleri ile iliskili olarak
esit miktarda uzun olmasi gerekmektedir, fakat farkli uzunluklarda ve/Veya farkli
sekillerde, hatta farkli genisliklerde de olabilmektedir.
Fakat, referans elektrot çiftinin ve analiz elektrot çiftinin elektrik özelliklerinin,
referans elektrotlarinin kullanimina dair en iyi faydayi elde etmek için belirli bir
kesinlikle benzer olmasi gerekliligi belirtilebilmektedir. Fakat geleneksel fikre
göre, özdes olmayan referans ve analiz elektrot çiftlerinin kullanimi mümkündür,
fakat bu durumda, özdes olmamanin yol açtigi elektrik özelliklerindeki farklar,
referans ve/veya analiz elektrot çiftleri olusturulurken belirli bir kesinlikle hesaba
katilabildikleri bir yapida olmaktadir. Elektrot çiftleri arasindaki söz konusu olasi
farklarin bir örnegi olarak, elektrot çiftinde bulunan elektrotlar arasindaki mesafe,
sekilleri ve boyutlari ve ayni zamanda malzemeleri, özellikle yüzey malzemeleri
verilmektedir. Yüzey malzemesi ayrica farkli elektrotlarin elektrik özellikleri,
uzun bir süre araliginda degerlendirildiginde önemli bir role sahiptir. Baslica
elektrot yüzeyleri, örnegin metalden olusturulduklarinda, gaz numunesinin belirli
bilesenlerle bilesikleri olusturmasi egilimine sahiptir, böylelikle iletkenlik
özellikleri, süre ile birlikte elektrot yüzeylerinde degisebilmektedir. Ek olarak,
özellikle kullanimin bazi dezavantajli kosullarinda, partikülat maddeleri, özdes
olmamanin, referans ve/veya analiz elektrot çiftlerini olustururken belirli bir
kesinlikle hesaba katilabildikleri bu tarz bir yapida olmalarindan dolayi bir formda
veya bir diger formda bazi elektrotlara yönelebilmektedirler. Elektrot çiftleri
arasindaki söz konusu olasi farklarin bir örnegi olarak, elektrot çiftinde bulunan
elektrotlar arasindaki mesafe, sekilleri ve boyutlari ve ayni zamanda malzemeleri,
özellikle yüzey malzemeleri verilmektedir. Yüzey malzemesi ayrica farkli
elektrotlarin elektrik özellikleri, uzun bir süre araliginda degerlendirildiginde
önemli bir role sahiptir. Baslica elektrot yüzeyleri, örnegin metalden
37691.01
olusturulduklarinda, gaz numunesinin belirli bilesenlerle bilesikleri olusturmasi
egilimine sahiptir, böylelikle iletkenlik özellikleri, süre ile birlikte elektrot
yüzeylerinde degisebilmektedir. Ek olarak, kullanimin bazi özel dezavantajli
kosullarinda, partikülat maddeleri, bir formda veya bir diger formda bazi elektrot
yüzeylerine yönelebilmektedirler, böylelikle bunlara birikirken, paritkülat-
maddeleri ayrica yerlestikleri elektrot yüzeyinin iletkenlik özelliklerini de
degistirebilmektedir.
B. Ikinci avantajli yapilandirma
Sekil 3B, bir ikinci siradaki hücre yapisi (300) olarak bulusa göre bir ikinci
avantajli yapilandirmanin bir örnegini tarif etmektedir. Sekil 3B'de, ana kisim
için, Sekil 3A”ya göre büyük ölçüde bir birinci siradaki hücre yapisini (200A)
içeren ana bölümde bir kapanan bir kesik çizgi ile tasarlanmaktadir, fakat burada
hücre yapisi, iyonizasyonun ayarlanmasiyla ilgili olarak Sekil 3Aida gösterilen
hücre yapisindan geometrisini saptirmaktadir, buna karsin iyonizasyon büyük
ölçüde Sekil 2”de oldugu gibi referans bölümü ve analiz bölümü arasinda
olmaktadir. Sekil 3Aida bulunan hücre yapisinin (ZOOA), bölücü plaka ile iliskili
Sekil 3B`de hücre yapisindan (300) farkli oldugu belirtilebilmektedir, referans
sayilari (344 ve 343) ile gösterilmektedir ve burada kisim (344), söz konusu
bölücü plakanin tekdüze bir sekilde kapali bölümünü ve bir açiklikla veya bir
kaçik açiklikla saglanan ayni bölücü plakasinin bu tarz bir bölümüne bir kismi
(343) ifade etmektedir. Açikliklarla bölücü plaka kismi (343), en çok tercih
edilecek sekilde bir elektrot çiftinde düzenlenmektedir, elektrot çifti, bir birinci
içermektedir. Bölücü plaka, ikinci siradaki hücre yapisinda, bölümlere olan akisi
dagitacak sekilde islev göstermektedir, iyonizasyon etkisinden birisi
yönlendirilmektedir ve bir digeri yönlendirilmemektedir. Bölücü plakanin
tasarimiyla, gaz akisi profilinin etkilenmesi mümkündür. Bölücü plaka düz
olabilmektedir, fakat gaz akisinin akis profilinin olusturulmasina yönelik, fakat
sonunda mobilite analizinin optimize edilmesine yönelik belirli bir kisimda belirli
37691.01
bir tasarima sahip olabilmektedir. Bu durumda, özellikle giris açikliginin ve/veya
iyonizasyon bölümünün girisinde veya gaz akisinin geometrisinin ve bu sekilde
profilinin degisebildigi diger yerlerde tasarim ile avantaj kazanilabilmektedir.
Örnegin, bölücü plaka, yeterli bir giris akisinin elde edilmesi için iyonizasyon
bölümüne yönelik uygun tasarimla saglanabilmektedir. Dengeleyici veya arttirici
sekilde gaz karisiminin etkilenmesi için bölücü plakanin farkli tasarimlarinin
kullanilmasinin mümkün oldugu da belirtilebilmektedir. Bölücü plakanin tasarimi
ayrica düzensiz, laminer veya burasi arasinda bir geçis rejiminde bölücü plakanin
olusturulmus bölümünün yakininda akis kalitesinin etkilenmesi için
kullanilabilmektedir.
Bölücü plakanin kapali kismi (344), en çok tercih edilecek sekilde iyonizasyon
bölümünü geçen kismi (342) boyunca sürükleme haznesi (200) boyunca geçis
yapan numune gazi kisminda iyonizasyon etkisinin önlenmesi için iyonizasyon
bölümünde düzenlenmektedir. Radyasyon alaninin (306) iyonizasyona ulasmak
için kullanilmasi halinde, bölücü plakanin malzemesi ve/veya malzeme
mukavemeti, radyasyon alaninin (306) bilesenlerine göre en avantajli bir sekilde
seçilecektir, böylelikle iyonizasyon etkisi, sürükleme haznesine (200) dönük olan
bölücü plakanin kisminda (344) minimize edilmektedir ve bu sekilde kisma (341)
belirli bir hacimde kisitlanmaktadir.
Bu sekilde, giris (204) boyunca hücre yapisina giren gaz numunesi akisi (100) ile
hareket eden gazin yapisal birimi (210), zamani gelince iyonu (301)
degistirebilmektedir, kesik çizgilerle (220 ve 221) kisitlanan iyonizasyon
bölümüne ulasirken, bunun (210), en azindan iyonize edicide referans sayisi (231)
ile belirtilen sürükleme haznesinde (200) bölücü plakanin kisminin (344) bu
tarafina hareket etmek durumundadir. Bölücü plakanin kismi (344), yapisina
entegre olan elektrotuna (308) sahip olabilmektedir veya plaka kisminin (344)
kendisi, elektrik alaninin olusturulmasina yönelik elektrot olarak hareket
edebilmektedir. Iyonizasyon, korona bosaltimina dayali olabilmektedir. Bu
durumda, bir elektrik alanin yardimiyla korona bosaltiminin sürdürülmesi için,
37691.01
iyonizasyon bölümü, en çok tercih edilecek sekilde en az iki elektrota (307 ve
308) sahiptir, korona bosaltimi, söz konusu elektrik alanin mukavemeti,
elektrotlar (307 ve 308) arsinda yeterli potansiyel fark ile olusturuldugu için
bunlar arasinda bulunan elektrik alanindan dolayi söz konusu elektrotlar arasinda
olusmaktadir.
Sekil 3B'de hücre yapisinda, sürükleme haznesi (200), düzlemsel kisim (322) ve
düzlem (302) ile kisitlanmaktadir. Kisim (302), sekil ile uyumlu bir sekilde
olusturulabilmektedir, bu durumda, akis kanalinin olasi bir belirli tasariminin
olusturulmasina yönelik açikliklara sahip olabilmektedir. Destek (318), kisimlari
(323 ve 344) içeren bölücü plakasinin desteklenmesine yönelik çizimde çizilen
düzlemsel kisma (322) baglanmaktadir. Söz konusu bölücü plakayi, Sekil 3Bsde
bulunan hücre yapisindaki hücre yapisina ait olan kisimdan (302) ayirmak için, bir
destek kismina (317) sahiptir. Bölümler en çok tercih edilecek sekilde gaz akisinin
(100) giris (204) ve çikis (205) için bir gaz akis kanalinin saglanmasi için
sekillendirilebilmektedir, böylelikle kanalin duvar kismi (354) ayrica
sekillendirme için kullanilabilmektedir. Sekil 3B,de bulunan elektrotlarin
baglanmasi için, direncin, özellikle yüzey direncinin stabil oldugu ve en çok tercih
edilecek sekilde elektrotlarin elektrik çalisma araliginda sizan akimlarin ortadan
kaldirilmasi için olabildigince yüksek oldugu malzeme seçiminde, bu tarz yalitkan
malzemeler kullanilabilmektedir.
Kisimlara (343 ve 344) sahip bölücü plaka, örnegin paslanmaz çelik, kapton veya
PTFE'den olusturulabilmektedir. Bir olasi yalitkan malzeme, bir titanyum nitrit
kaplama ile kaplanan paslanmaz çelik olabilmektedir. Inert oldugu ve elektriksel
olarak stabil oldugu için alan-teknik uygulamalar için özellikle uygundur.
Iyonizasyon bölümünde (202) elektrik alaninin kullanimi, elektrotun (308),
bölücü plakadan yalitilabilmesini gerektirebilmektedir. Bölücü plakada yalitkan
malzemenin kullanimindan sonra, elektrot (308), dogrudan buna
baglanabilmektedir. Sekil 3B, bir spesifik ön alanin olusturulmasi için elektrotlari
(323 ve 324) içeren bir elektrot çiftini, bir ön alan elektrot çiftini göstermektedir.
37691.01
Ön alan elektrot çiftinin alaninda bulunan elektrotlar, ön hücreye aittir. Ön
hücrenin ön alaninin islevi, iyonlarin mobilite analizi için uygun olmayan gaz
numunesinden gelen yük tasiyici partikülleri ve/veya iyonlari çikarmaktir,
böylelikle mobilite spektrumunun yüklenmesini ve bu sekilde ayrica
olusturulmasini engelleyecek sekilde akis yönünde daha derine gitmeyeceklerdir.
Ek olarak, ön alanin karsit elektrot (324), bir ölçüm elektrotu olarak
kullanilabilmektedir ve dogrudan veya buna dayali olarak olusturulacak olan
bilgiden elde edilen sinyal, güncel gaz ölçümünde ve iyonlarin tanimlanmasinda
kullanilabilmektedir.
Sekil 3B ayrica arka hücreye ait olan elektrottan (333) ve elektrottan (334) olusan
bir ikinci elektrot çiftini, bir arka alan elektrot çiftini göstermektedir. Arka
hücrenin arka alana elektrot çiftinin amaci, analiz elektrotundan sonra ve bunun
arkasindan arka alan olan bir elektrik alani saglamak ve bunun yardimiyla gaz
oraninin gerçek ölçümünü mümkün kilmaktir. Analiz elektrot çiftinin toplama
verimliligi, elektrotlar arasindaki voltaja bagli oldugu için, iyonlarin kisminin,
analiz elektrotu çiftine toplanmamasi mümkündür. Voltaj, arka alanin elektrot
çiftinde bulunan elektrotlar arasinda baglandiginda, analiz elektrotuna
toplanmamis olan iyonlar, arka alan elektrotlarinin yardimiyla toplanabilmektedir.
Güncel analiz elektrotu çifti ile olusturulan elektrik alani, örnegin sinusoidal
olarak degiskenlik gösterebilmektedir. Bu durumda, arka alanin alan mukavemeti
ve/veya frekansi en çok tercih edilecek sekilde analiz voltajmin ilgili miktarlarina
baglanabilmektedir ve en çok tercih edilecek sekilde, referans sinyali ayrica arka
alandan elde edilen bir sinyal olan arka alan sinyalinin olusturulmasi için
kullanilabilmektedir. Iyonlarin, arka alan elektrotuna toplanmasi, bunun
içerisinde yük degisimlerini üretmektedir, böylelikle bir arka alan sinyali, bir
analiz sinyali, analiz elektrotundan (314) olusturuldugu gibi benzer bir sekilde
arka alan elektrotundan (344) analojik olarak olusturulabilmektedir. Arka alan
sinyalinin sekli, örnegin bozulmadan ve/veya faz kaymasindan dolayi, analiz
sinyalinden farklilik gösterebilmektedir. Faz kaymasina dayali olarak, analiz
sinyalinin ve arka alan sinyalinin belirli dalga formlari birbirleriyle kiyaslanarak
37691.01
gaz oraninin belirtilmesi mümkündür. Bu durumda, belirli bir süre araliginda
olusan bir analiz sinyalinin dalga formu, belirli bir gecikmeye sahiptir, bu da,
sonraki belirli bir sürede arka hücrede arka alan elektrotundan ilgili dalga formu
gözlemlenebilmeden önce, gaz akis oranina bagli olmaktadir. Örnegin, bir
otokorelasyon islevine dayali bir gecikmenin saptanmasi kullanilabilmektedir. Bu
durumda, gaz akisinin (100) akis orani, iyon Ölçümü ile birlikte gerçek zamanli
olarak ölçülebilmektedir. Ek olarak, arka alan sinyali, Örnegin buna karsin Sekil
3Biye çizilmemis olan bir ölçüm amplifikatörü ile islenebilmektedir. Ne sekil,
diger amplifikatörleri (analiz sinyalinin ve referans sinyalinin güçlendirilmesi
ve/veya islenmesi için gerekli amplifikatörler veya benzeri) ve/veya voltaj
kaynaklarini, ne de bunlarin kontrol edilmesi için gerekli olan araçlari, örnegin
sinyallerin filtrelenmesi için kullanilan diger araçlari içermemektedir.
Bulusun bir yapilandirmasina göre hücre yapisinda, arka alan elektrot çiftinin
geometrisi ve boyutu en çok tercih edilecek sekilde analiz elektrot çiftinin toplama
verimliligine ve faz farkina ve bunun içerisinde izin verilebilen ölçüm hatasina
bagli olarak seçilebilmektedir.
Bulusun bir avantajli yapilandirmasina göre hücre yapisinda, bir arka alan
elektrotu, parçalanmis analiz elektrotunun bir kismidir, böylelikle arka alan ayrica
tanimlama isleminde kullanilabilmektedir.
Arka alan elektrot çiftinin yardimiyla uygulanan gaz oraninin ölçümünde, örnegin
arka alan elektrotunu kullanan yöntemin, kütle akisina ve basinç farki ölçümlerine
dayali olan yöntemlerde oldugu gibi numune gazinin yogunluguna ve bu sekilde
nemine ve/veya numune gazinin konsantrasyonuna bagli olmamasi açisindan
basinç farkina ve kütle akis ölçümlerine dayali tekniklerle iliskili avantaj
saglanmaktadir.
Sonraki örnekte, Sekil 3B9ye göre hücre islemi incelenmektedir. Numune gazi,
referans elektrot çiftinin, söz konusu elektrot çiftinde elektrotlar arasindaki
37691.01
elektrik alanina ulasim alani içerisinde sürükleme haznesi (200) boyunca
alinmaktadir. Gaz akisi iyonizasyon bölümünden (kesik çizgilerin (220 ve 221)
uzantilari arasinda kisitli kisimda (341) sürükleme haznesinin (200) bölümü) daha
fazla geçmektedir, böylelikle gaz, iyonizasyon kaynaginin, yükleyicinin
özellikleri ile belirlenen belirli bir sekilde iyonize edilmektedir. Gaz akisi, elektrot
çiftinde bulunan elektrotlar arasindaki elektrik alanina analiz elektrot çiftinin
konumuna ilerlerken, olusturulan iyonlar, analiz elektrot çifti ile olusturulan
elektrik alaninin yardimiyla analiz edilebilmektedir.
Kisimlarla (343 ve 344) saglanan bir bölücü plakayla, ikinci siradaki hücre yapisi
ile uyumlu bir sekilde, fakat basit bir mekanik yapiyla bulusa göre bir avantajli
yapilandirmanin hücre yapisinin olusturulmasi mümkündür. Bu durumda,
iyonizasyon kisminin yükleme bölümüne dönük olan bölücü plakanin (341)
tarafinda geçis yapan gaz akisi yüklenirken, tekrardan bölücü plakanin diger
tarafinda (342) geçis yapan gaz akisinin kismi yüklenmemektedir. Yüklenmis
gazin hacimsel akisinin, yüklenmemis gazin hacimsel akisina göre bölümü,
bölücü plakayi, büyük ölçüde yönlerinde plakalar (302 ve 322) arasinda bir uygun
mesafeye yerlestirerek ölçüm kesinligi için en avantajli olacak sekilde optimize
edilebilmektedir. Bu durumda, Sekil 3B7nin kisimlari (317 ve 318), yüklenmemis
gazin farkli hacim orani ila yüklenmemis gaz hacmine sahip farkli ölçüm
geometrilerine tekabül edecek sekilde düzenlenebilmektedir. Daha sonrasinda,
hazne (200A) boyutlarini düzenlenebilir ve bu sekilde ayarlanabilir hale getirmek
mümkündür. Kisimlar (317 ve 318), çesitli kisimlardan olusabilmektedir, bu
kisimlar, belirli bir gaz ölçümüne yönelik hücre yapisinin boyutlarinin optimize
edilmesine yönelik belirli bir ayarlama setini olusturmaktadir. Bölücü plakayla,
gaz akisindaki akis mekanik müdahalelerini minimuma indirgemek de
mümkündür.
Bulusun avantajli bir yapilandirmasina göre, kisimlara (343 ve 344) sahip bölücü
plaka, triot türünde bir radyo lambasinin bir kapisi gibi bölücü plaka ve örnegin
analojik olarak toprak potansiyeli benzeri referans potansiyelinde bulunan bir
37691.01
kisim arasindaki voltajin baglanmasina yönelik araçlarla saglanabilmektedir, bu
durumda, bir radyo lambasinin kapi voltaji, anot ve katot arasindaki elektronlarin
akisinin kontrol edilmesi için kullanildigi gibi benzer bir sekilde, bölücü plakasina
baglanacak olan voltaj, bölücü plakanin açikliklari boyunca iyonlarin, bir analiz
elektrotuna hareketinin kontrol edilmesi için kullanilabilmektedir.
C. Bir dizi diger avantajli yapilandirma
Sekil 4A, bulusa göre bir cihazin (400), bir gaz ölçüm cihazinin (400), bir örnek
olarak gösterildigi bir semayi temsil etmektedir. Bu, Sekil 3Aida gösterilen hücre
yapisina (ZOOA) sahiptir. Gaz ölçüm cihazi (400) ayrica Sekil 3B7ye göre hücre
yapisina (300) sahip olabilmektedir. Bu tarz bir gaz ölçüm cihazi, Sekil 4B”de
gösterilmektedir. Gaz ölçüm cihazi (400) ayrica bir dizi hücre yapisina sahip
olabilmektedir, burada her bir hücre yapisi, belirli bir minimum mobilite ve bir
maksimum mobilite arasindaki belirli bir mobilite araligi içerisinde iyonlarin
mobilitesinin tespit edilmesi için optimize edilmektedir. Çesitli hücre yapilarini
paralel olarak kullanarak, tek bir hücre yapisi vasitasiyla olandan daha genis bir
mobilite araliginin kapsanmasi mümkündür. Daha sonrasinda, ödenecek olan
ücret, kontrol sayisinin ve gerekli diger cihazlarin arttirilmasi ve/veya kontrolün
daha komplike hale gelmesi ile iliskilidir. Bu durumda, cihaz ayrica, mobilite
araligini optimize etmek için tek tip veya her iki tip hücre yapisina sahip
olabilmektedir. Örnegin, paralel olarak kullanilacak olan hücre yapilarindan birisi,
pozitif iyonlari tanimlayacak sekilde düzenlenebilmektedir ve bir ikincisi, negatif
iyonlari belirleyecek sekilde düzenlenebilmektedir. Ölçüm cihazina paralel olarak
çesitli hücre yapilarini kullanarak, ölçüm cihazinin bollugunun arttirilabildigi
belirtilebilmektedir, hatali durumlara karsi faydalidir. Ek olarak, çesitli hücre
yapilarinin cihaziyla ölçümlerin uygulanmasi mümkündür, burada örnegin
analizler arasinda bulunan hazneye durulamadan belirli maddelerin
tanimlanmasina yönelik iyonlarin mobilite analizinin asamali olmasi gereklidir, bu
da örnegin bir ilgili kosulda, tek bir hücre yapisi ile saglanan bir cihazla gerekli
olacaktir. Ayrica, büyük ölçüde ayni çevreden pozitif ve negatif iyonlarin es
37691.01
zamanli olarak ölçülmesi de mümkündür.
Bulusun bir avantajli yapilandirmasina göre bir gaz ölçüm cihazinda (400) Sekil
4A”ya çizilen isaretler, Sekil 3A7ya göre olan, bir aspirasyon kondansatörü ile
olusturulan birinci siradaki hücre yapisina (ZOOA) sahiptir. Bu durumda, hücre
yapisinda Sekil 4A”da bulunan isaretler, analiz haznesi boyunca gaz numunesinin
ilerleme yönünde söz konusu sirada referans hücresine (411), iyonizasyon
bölümüne (410) ve analiz hücresine (409) sahiptir.
Bulusun avantajli bir yapilandirmasinin bir örnegi olarak, Sekil 4B9de çizilen
isaretlerle, cihaz (400), Sekil 3Blye göre olan, bir aspirasyon kondansatörü ile
olusturulan bir ikinci siradaki hücre yapisina (300) sahiptir; hücre yapisi bu
sekilde bir bölücü plakaya da sahip olmaktadir. Bu durumda, Sekil 4B,nin
isaretlerine göre, analiz haznesi boyunca gaz numunesinin ilerleme yönünde söz
konusu sirada referans hücresi (411), iyonizasyon bölümü (410) ve analiz hücre
(409) mevcuttur. Fakat, Sekil 4B9de cihazin (400) hücre yapisi, referans
hücresinden önce bir ön hücreye (414) sahiptir. Daha sonrasinda, ön hücre, en
çok tercih edilecek sekilde Sekil 3Bide bulunan hücre yapisiyla (300) baglantili
olarak gösterildigi üzere elektrottan (323) ve elektrottan (324) olusan bir ön alan
elektrot çiftinin yardimiyla gerçeklestirilebilmektedir. Sekil 4B9de bulunan
örnekte, arka hücre (415), hücre yapisindan gösterilmistir, numune gazinin akis
yönünden analiz hücresinden (409) sonra yerlestirilmektedir. Daha sonrasinda,
arka hücre, en çok tercih edilecek sekilde Sekil 3B`de bulunan hücre yapisiyla
(300) baglantili olarak gösterildigi üzere elektrotu (333) ve elektrotu (334) içeren
bir arka alan elektrot çiftinin yardimiyla gerçeklestirilebilmektedir. Arka alan
elektrotunun yardimiyla, gaz akisinin (100) ortalama oraninin belirlenmesi
mümkündür.
Ön hücre ve/veya arka hücre ayrica Sekil 3Bide gösterilen bu tarz bir ikinci
siradaki hücre yapisindan ortadan kaldirilabilmektedir. Bu tarz bir durumda, hücre
yapisindan ve bu sekilde cihazdan kalan hücrenin getirdigi avantajlar elde
edilememektedir, fakat bunu dengelemek için, hücre yapisi daha basittir,
37691.01
böylelikle bosluk, cihazdan (400) kaydedilebilmektedir.
Bulusun avantajli bir yapilandirmasina göre gaz ölçüm cihazi (400), (400)
analizini ve diger islevlerini sürdürmek ve kontrol etmek için ve referans ve analiz
elektrotlarindan elde edilen sinyallerin islenmesi için mikro islemciye (406)
sahiptir. Ek olarak, cihaz (400), hücre yapisinda (300) ön ve/veya arka alan
elektrot çiftinde bir elektrotun yardimiyla elde edilebilen sinyalin islenmesine
yönelik spesifik araçlara, en çok tercih edilecek sekilde program niteliginde
Sekil 4A ve 4B,de, referans hücresinden (411) gelen sinyalin güçlendirilmesine
yönelik amplifikatör (412) gösterilmektedir; Sekillerde bulunan örneklerde,
amplifikatör, mikro islemci (406) ile kontrol edilebilmektedir. Sekillerde,
amplifikatör (422) ayrica analiz hücresine (409) bagli olarak çizilmistir. Fakat, bir
amplifikatör ayrica bir sinyalin güçlendirilmesine yönelik olan ve/veya mevcut
sinyallerin islenmesine yönelik olan, Sekil 4Bide çizilen ön hücreye (414) ve/veya
arka hücreye (415) baglanabilmektedir, ancak bunlar Sekil 4B”de
gösterilmemektedir. Bu durumda, söz konusu amplifikatör en çok tercih edilecek
sekilde, en azindan kismen mikro islemci (406) ile kontrol edilebilmektedir.
Amplifikatörler (412 ve 422), mikro islemci (406) ile temas halinde olan
komparatör araçlarina (407) bagli olarak çizilmistir. Komparatör araçlari (407),
örnegin bir hücre elektrotundan elde edilebilen her bir sinyal için bir tane olmak
üzere çesitli girislere sahip olabilmektedir. Komparatör araçlari (407) ayrica en
nihayetinde en çok tercih edilecek sekilde iyonlarin tanimlanmasinin optimize
edilmesin için düzenlenmis olan gelen bir sinyalin islenmesine yönelik sinyal
isleme araçlarini içerebilmektedir. Komparatör araçlari (407), komparatör araçlari
boyunca gelen analiz sinyalinin, bununla uygulanacak eylemlere yönelik mikro
islemciye beslenmesine yönelik mikro islemci (406) ile temas halindedir.
Sekil 4A ve 4B'de, komparatör araçlarina (407) baglanan ve mikro islemciye
37691.01
(406) bir iki yönlü baglanti vasitasiyla çizilen bir amplifikatör (412) mevcuttur,
böylelikle bir referans sinyali, amplifikatörden (412) uygun bir sekilde
güçlendirilmis mikro islemciye (406) dogrudan elde edilebilmektedir ve bunun
(412) bir çikisi, dijital dönüstürücüye gerekli bir analoga sahip olurken, dijital
forma olusturulmaktadir. Referans sinyali, komparatör araçlari (407) boyunca
mikro islemciye (406) elde edilebilmektedir. Sirasiyla, ayrica belirli bir diger
güçlendirilebilmekte ve gerekli oldugunda dijital formda dogrudan mikro
islemciye (406) yönlendirilebilmektedir veya sinyal, örnegin belirli bir sekilde
sinyali diger sinyallere veya bunun bölümlerine baglamak için komparatör
araçlari (407) boyunca yönlendirilebilmektedir.
Her bir amplifikatörden, sadece amplifikatörlerin (412 ve 422) Sekil 4A ve 4B”de
güçlendirilmesiyle, komparatör araçlarinda (407) bir ayri girise bir baglanti
saglanabilmektedir. Örnegin, komparatör araçlari (407), bir analog girise ve bir
dijital çikisa sahip olabilmektedir. Bu durumda, sinyalin islenmesine yönelik
komparatör araçlarin (407) islevlerini kontrol etmek üzere bir mikro islemci (406)
kullanilabilmektedir, ayrica uygulanabilir oldugunda, boslugun ve/veya
bilesenlerinin kaydedilmesi için mikro islemcide programlanabilir bir sekilde
uygulanabilmektedir.
Mikro islemi (406) ve bunun içinde çalisan bazi yazilim araçlari, örnegin
iyonlarin mobilite spektrumunu filtreleyerek ve bu spektrumu olusturmak üzere,
islenmesi için analiz sinyalini analiz etmek üzere kullanilabilmektedir. Mobilite
spektrumuna dayali olarak, mobilite spektrumuna dahil olan iyonlarin türü
saptanabilmektedir. En çok tercih edilecek sekilde, mikro islemci (406) ayrica
tanimlama isleminde kullanilan gerekli programlarin, kontrol parametrelerinin ve
diger verilerin kaydedilmesine yönelik bazi hafiza araçlarina bir baglantiya
sahiptir, fakat Sekil 4A ve 4B”de örnekler, cihazda (400) bulunan hafizayi ayri bir
sekilde göstermemektedir. En çok tercih edilecek sekilde, iyonlarin tanimlanmasi,
37691.01
örnegin bir iliskisel veri tabani olabilen bir veri tabanini olusturabilen kütüphane
verilerine dayanmaktadir.
Cihazda (400), bulusun bir avantajli yapilandirmaya göre, analiz isleminin kontrol
edilmesine yönelik verici-alici araçlar (404) ve tercihen, bunu ve/veya operatörü
kontrol eden cihaz (400) ve cihaz (401) arasindaki islevsel kontrolün
sürdürülmesine yönelik bir anten (403) veya benzeri ilave olarak saglanmaktadir.
Bu durumda, mikro islemci (406) en çok tercih edilecek sekilde verici-alici
araçlarina (404) baglanmaktadir, böylelikle bunlarin hemen arasinda veri iletimi
mümkündür.
Sekil 4A ve 4B7de, bir mobil istasyonu, kontrol cihazi (401) olarak çizilmistir,
fakat örnegin uzay teknigi uygulamalarinda bir radyo teleskopu veya bir kizilötesi
vericisi gibi belirli bir diger radyo cihazi olabilmektedir. Bu durumda, gaz ölçüm
cihazi (400) ve kontrol cihazi (401) arasinda geçis yapmasi amaçlanan ileti (402),
gaz ölçüm cihazinin (400) kontrol edilmesine yönelik bir darbeyi veya bir darbeye
bir yanit olarak, ölçüm sonuçlarina ve/veya örnegin cihazla (401) alinacak olan
gaz ölçüm cihazinin (400) durumuna dair bir raporu içerebilmektedir. Daha
sonrasinda bir darbe, cihaza (400), söz konusu darbeye bir yanit olarak analiz
islemini etkileyen miktarlar için belirli degerleri ayarlama komutunu vermek
üzere kullanilabilmektedir. Belirli bir hücrenin, elektrot çiftinde, dalga formunda
ve/veya frekansinda bulunan elektrotlar arasindaki voltajin bu tarz miktarlari bir
örnek olarak verilebilmektedir.
kontrol araçlari ile ve Sekil 4B3de, voltaj kaynaklari (423 ve/veya 425) ile temas
halinde oldugu gösterilmistir. Bu durumda, en çok tercih edilecek sekilde bunun
yapisinin bir veya bir kaç kismini; örnegin mikro islemcinin (406) kontrollerine
göre referans hücresi (411), iyonizasyon bölümü (410), analiz hücresi (409), ön
hücreyi (414) ve/veya arka hücreyi (415) kontrol etmek için
37691.01
düzenlenebilmektedir. Gerekli voltajlarin olusturulmasina yönelik hücrelerde
en çok tercih edilecek sekilde söz konusu kontrol araçlarini içermektedir. Her bir
kontrol araci, belirli bir voltaj kaynaginin çikis voltajlarinin kontrol edilmesine
yönelik gerekli sayida girise sahiptir. Belirli bir voltaj kaynaginin çikis voltajinin,
nominal voltajinda, büyüklügünün, dalga formunun ve/veya frekansinin polaritesi,
en çok tercih edilecek sekilde iyonlarin tanimlanmasi için belirli bir seviyede
güvenilirligi mümkün kilmak üzere her bir hücre yapisinda hücre ihtiyacina göre
bagimsiz bir sekilde tercih edilebilmektedir.
Sekil 4Bide, voltaj kaynagi (423), Sekil 4A'da voltaj kaynagindan (413) hücre
yapisinin kisimlarinin beslenmesi için uygulanan farkli sayida çikisa sahip olacak
sekilde çizilmektedir. Sekil 4B°de, voltaj kaynagi (425), hücre yapisinin
kisimlarinin beslenmesi için uygulanan Sekil 4A'da bulunan voltaj kaynagindan
farkli sayida çikisa sahip olacak sekilde çizilmektedir. Bundan dolayi, voltaj
kaynaklarina yönelik referans sayilari, Sekil 4A ve 4B arasinda fark mevcuttur,
fakat bu sekilde voltaj kaynaklari, herhangi bir diger farka sahip olmayacaktir.
Gaz ölçme cihazi (400) ayrica kendi durumu ile ilgili veriyi bildirecek ve/veya
analiz sonucunu iletecek ve/veya bunlari iletmek üzere belirli bir iletisim formunu
kullanacak sekilde ayarlanabilmektedir. Cihaz, bir laboratuvarda sabit bir sekilde
kurulmasi amaçlanan bir cihaz, bir bastan bir diger bas için uygun bir cihaz
ve/veya Dünyada, belirli gazli maddelerin tanimlanmasi için kullanilacak sekilde
amaçlanan portatif bir cihaz olabilmektedir. Cihaz ayrica, örnegin bir
laboratuvarda veya davlumbazda maden kosullarinda gazlarin, tünellerin, bir uzay
gemisinin, bir deniz altinin veya baska bir uzayin tanimlanmasi için de
düzenlenebilmektedir, burada gazlarin bilesimi önemlidir.
Sekil 5, elektrik alanlarinin yardimiyla tasiyici gazin iyonlarinin elektrik
mobilitesinin tanimlanmasina yönelik olan, bulusun avantajli bir yapilandirmasina
göre bir yöntemi göstermektedir. Bu durumda, bir birinci referans elektrotu ve bir
ikinci referans elektrotu (500A) arasinda bir birinci elektrik alani
37691.01
olusturulmaktadir ve bir birinci analiz elektrotu ve bir ikinci analiz elektrotu
(500B) arasinda bir ikinci elektrik alani olusturulmaktadir.
Elektrik alanlari olusturulduktan sonra, yöntemde bir gaz numunesi alinmaktadir
(501), burada gaz numunesi, örnegin partikülleri çikarmak üzere islenmektedir
(502), fakat ayrica agir veya hafif iyonlar, bundan çikarilabilmektedir, bu sekilde
analiz dogrulugunda ve/Veya hücre yapisinda zararli bir etkiye sahip
olabilmektedir. Çikarilacak olan partiküller, kati ve/Veya sivi malzeme
olabilmektedir. Elektrik alanlarin olusturulmasi da bir elektrik alaninin, söz
konusu birinci konumdan farkli bir ikinci konuma bir birinci konumdan
degistirildigi sekilde yorumlanabilmektedir. Ek olarak, en çok tercih edilecek
sekilde bir araliksiz yöntem olarak, en azindan kismen es zamanli olarak devam
eden bir kaç asamaya sahip olabilmektedir.
Yöntemde, numune gazi ilk olarak bir referans sinyalinin üretilmesi için referans
hücresi boyunca yönlendirilmektedir, numune gazi, numune gazinin yapisal
birimlerinin sayisinin belirli bir nispi bölümüne belirli bir elektrik yükünü
saglamak için söz konusu iyonizasyon bölümünde elektriksel olarak yüklenecek
sekilde yüklenmektedir ve numune gazi, iyonizasyon bölümünden sonra analiz
hücresine daha fazla akarken, numunede bulunan iyonlar, elektrik mobilitelerine
dayali olarak analiz edilmektedir.
Bir yandan numune gazi, bir referans elektrotunda bir birinci sinyalin üretilmesi
için ve öte yandan, referans elektrotunda ve analiz elektrotunda yük degisimlerine
dayali olarak bir analiz elektrotunda bir ikinci sinyalin olusturulmasi için analiz
edilmektedir (503). Ayrica iyonizasyon bölümünde numune gazinin yüklenmesi,
analiz ile ilgilidir, iyonizasyon bölümü, referans bölümü ve analiz bölümü
arasinda konumlandirilmaktadir. Bahsi geçen birinci ve ikinci sinyaller, iyonun
tanimlanmasinda (505) kullanilan bir mobilite spektrumunun saglanmasina dayali
olarak bir islenmis sinyalin üretilmesi için islenmektedir (504). Örnegin, uygun
bir ters evrisim algoritmasi, tanimlama isleminde kullanilabilmektedir. Tanimlama
37691.01
islemi ayrica mobilite spektrumunun kütüphane verilerine veya bir benzer veri
tabanina dayali olabilmektedir. Ek olarak, örnegin bir radyo yoluyla bir islevsel
veri iletimi baglantisina dayali olarak tanimlama isleminden önce veya sonra
islenecek olan sinyale dayali olarak olusturulacak olan mobilite spektrumu
bildirilebilmektedir. Ayrica, örnegin sinyali isleyen araçlarin veya bir benzer
Cihazin disinda parçalanmis bir sekilde tanimlama isleminin kendisini uygulamak
için sadece islenmis sinyali göndermek mümkün olmaktadir. Parçalanmis analiz,
örnegin bir uzay teknigi uygulamasinda avantajli olabilmektedir veya bu sekilde,
bu durumda hücre yapisinin kendisi, zararli maddelerin analiz edilmesi için uzakta
ve/veya bir kapali alanda olmaktadir.
Bulusun avantajli bir yapilandirmasina göre bir yöntemde, partikül sekilli kati
ve/veya sivi malzeme, buharlastirma yoluyla çikarilabilmektedir. Bu durumda,
hücre yapisinin sicakligi, hücre yapisinin analiz hücresine varan tüm
malzemelerin en çok tercih edilecek sekilde gaz fazmda olmasi için sabit
tutulmalidir. Elektrot yüzeylerinde partiküllerin enden oldugu degisimlerin
azaltilmasina yönelik olarak, en azindan analiz hücresi, örnegin bir çevrimsel
ölçümde bir partikül içermeyen nötr gaz ile durulanabilmektedir, burada gaz
numunesi, belirli bir süre için ölçülmektedir ve belirli bir süre için
durulanmaktadir.
Bulusun bir yapilandirmasina göre hücre yapisinin tercih edilen boyutlarinin bir
örnegi olarak, elektrot çiftinde (örnegin 313 ve 314)) bulunan elektrotlar arasinda
bulunan mesafeye istinaden hücre yapisinin sürükleme haznesinin yüksekliginin,
bulusun bir avantajli yapilandirmasina göre birinci veya ikinci siradaki hücre
yapisi ile bir sürükleme haznesi için yaklasik 0.1 ila 10 mm araliginda oldugu
belirtilebilmektedir. Ikinci siranin haznesiyle dagitim plakasi en çok tercih
edilecek sekilde bir analiz elektrotundan 0.05 ila 9.95 mm bir mesafe içerisinde
kalmaktadir. Bulusun avantajli bir yapilandirmasina göre hücre yapisinda, gaz
akisi yaklasik olarak 01 ila 10.1/dakika olmaktadir. Kapsamli akis seçimi, iyon
akisina, hücre yapisinin geometrik boyutlarina ve/veya genelde cihaza ve akisin
37691.01
yönlendirilmesi için gerekli pompaya baglidir. Tablo 1, bulusa göre bazi avantajli
yapilandirmalara yönelik kullanim parametrelerine dair örnekleri göstermektedir.
Tablo, bunlarin birlestirilmesi vasitasiyla bir üste] islev tabanli sinyalin yardimiyla
sunulabilen bir serbest dalga formundan bahsetmemektedir.
Tablo 1. Birinci ve/veya ikinci siradaki hücre yapilarina göre bazi avantajli yapilandirmalarin
kullanim parametrelerine dair örnekler
Hücre yapisi türü
Hücreni n elektrik alani
Frekans (Hz) Dalga formu Büyüklük (lVl) Dogrudan voltaj
bileseni (lVl)
sinüs, üçgen, olmadiginda)
Referans hücresi 1 ila 1000 Sinüs, üçgen, 12 O
Analiz hücresi 1 ila 100 Sinüs, üçgen, 12 0
üçgen, egik olmadiginda)
Claims (1)
1.Iy0n mobilitesine dayali olarak, akan numune gazindaki maddelerin tanimlanmasina yönelik bir hücre yapisi (200A, 300) olup, hücre yapisi sunlari içermektedir gaz akisinin kontrol edilmesine yönelik bir akis kanali (200), bir iyonizasyon alani (306) vasitasiyla numune gazinin iyonize edilmesi için düzenlenen bir iyonizasyon bölümü (202, 410), bir ikinci elektrik alani (315) vasitasiyla iyonize numune gazi ile iliskili bir analiz sinyalinin olusturulmasi için düzenlenen bir analiz hücresi (203, 409), bir birinci elektrik alani (305) vasitasiyla iyonize numune gazi ile iliskili bir referans sinyalinin olusturulmasi için bir referans hücresi (201 , 41 1) ve sinyal isleme araçlari (406) burada referans hücresi, iyonizasyon bölümü ve analiz hücresi, akis kanalinda, numune gazinin bir akis yönünde söz konusu sirada konumlandirilmaktadir ve burada sinyal isleme araçlari, referans ve analiz sinyallerinin temelinde, numune gazindaki iyonlarin bir mobilite spektrumunun belirlenmesi için uyarlanmaktadir. . Hücre yapisinin, referans hücresinden önce bir ön hücre (414) veya gaz akis yönünde analiz hücresinden sonra bir arka hücre (415) içerdigi, istem 1,e göre hücre yapisi. . Referans hücresinin bir elektrot yapisinin (303, 304), analiz hücresinin bir elektrot yapisina (313, 314) benzer oldugu, istem Ve göre hücre yapisi. . Her bir ön hücrenin, referans hücresinin, analiz hücresinin ve arka hücrenin, bir 334) sahip olan bir elektrot çiftini içerdigi, istem 1*e göre hücre yapisi. . Birinci elektrotun veya ikinci elektrotun, bir birinci elektrot kismina ve bir ikinci elektrot kismina sahip olmasi için iki kisimli oldugu, istem 4'e göre hücre yapisi. Birinci elektrot kisminin, bir yinelenen zirve degerini, yönünü veya frekansini içeren bir birinci elektrik alaninin saglanmasi için düzenlendigi, istem S'e göre hücre yapisi. Ikinci elektrot kisminin, söz konusu birinci elektrik alanindan farkli olan bir ikinci elektrik alaninin saglanmasi için düzenlendigi, istem 6,ya göre hücre Akis kanalinin, akis kanali ile paralel olan iki kisma ayrilmasi için akis kanalinda bir bölücü plakaya sahip olan, kisimlarin, bir birinci kisim (341) ve bir ikinci kisim (342) oldugu, istem lie göre hücre yapisi. . Iyonizasyon bölümünün, akis kanalinin söz konusu kisminda (341) iyonizasyon etkisinin bir hacimsel kisma kisitlanmasi için akis kanalinin birinci kisminda bulundugu, istem Sie göre hücre yapisi. Bölücü plakanin bir kisminin (343), birinci elektrot ve ikinci elektrot arasinda oldugu, istem 8”e göre hücre yapisi. Istemler 1 ila 10,dan herhangi birine göre hücre yapisini içeren bir gaz ölçüm cihazi (400). Iyon mobilitesine dayali olarak, istemler 1 ila lOSdan herhangi birine göre bir hücre yapisi (200A, 300) vasitasiyla akan numune gazindaki maddelerin tanimlanmasina yönelik bir yöntem olup, asagidakileri içermektedir gaz akisinin kontrol edilmesine yönelik bir akis kanali (200), bir referans hücresi (201, 41 1), isleme araçlari (406) olup, burada hücre yapisi, referans hücresi, iyonizasyon bölümü ve analiz hücresi, akis kanalindaki numune gazinin bir akis yönünde söz konusu sirada konumlandirilmaktadir, burada yöntem asagidakileri içermektedir bir referans hücresinde (201, 411) bir birinci elektrik alani (305) vasitasiyla numune gazi ile iliskili bir referans sinyalinin olusturulmasi, bir iyonizasyon bölümünde (202, 410) bir iyonizasyon alani (306) vasitasiyla numune gazinin iyonize edilmesi, bir analiz hücresinde (203, 409) bir ikinci elektrik alani (315) vasitasiyla iyonize numune gazi ile iliskili bir analiz sinyalinin olusturulmasi ve sinyal isleme araçlari kullanilarak, referans ve analiz sinyallerinin temelinde numune gazindaki iyonlarin bir mobilite spektrumunun belirlenmesi.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20020565A FI118277B (fi) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | Kennorakenne, laite ja menetelmä |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TR201809365T4 true TR201809365T4 (tr) | 2018-07-23 |
Family
ID=8563639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TR2018/09365T TR201809365T4 (tr) | 2002-03-25 | 2003-03-25 | Gaz analizine yönelik bir hücre yapısı, cihaz ve yöntemler. |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7339162B2 (tr) |
EP (1) | EP1488224B1 (tr) |
JP (1) | JP4309291B2 (tr) |
CN (1) | CN100501393C (tr) |
AU (1) | AU2003216946B2 (tr) |
CA (1) | CA2481458C (tr) |
DK (1) | DK1488224T3 (tr) |
ES (1) | ES2676524T3 (tr) |
FI (1) | FI118277B (tr) |
HK (1) | HK1083889A1 (tr) |
HU (1) | HUE039782T2 (tr) |
PT (1) | PT1488224T (tr) |
SI (1) | SI1488224T1 (tr) |
TR (1) | TR201809365T4 (tr) |
WO (1) | WO2003081224A1 (tr) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI118277B (fi) * | 2002-03-25 | 2007-09-14 | Environics Oy | Kennorakenne, laite ja menetelmä |
US7347294B2 (en) * | 2003-05-21 | 2008-03-25 | Gonzalez Encarnacion H | Power system for electrically powered land vehicle |
DE102005031048A1 (de) * | 2005-07-02 | 2007-01-04 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Ionenmobilitätsspektrometer mit parallel verlaufender Driftgas- und Ionenträgergasströmung |
FI119660B (fi) | 2005-11-30 | 2009-01-30 | Environics Oy | Kaasun ioniliikkuvuuden mittausmenetelmä ja -laite |
KR100903502B1 (ko) * | 2006-07-19 | 2009-06-17 | 주식회사 엘지화학 | 유/무기 복합체가 도입된 전극 및 상기 전극을 포함하는 전기화학소자 |
DE102008005281B4 (de) | 2008-01-19 | 2014-09-18 | Airsense Analytics Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion und Identifizierung von Gasen |
EP2473869B1 (en) * | 2009-09-03 | 2016-06-29 | Li-Cor, Inc. | Gas analysis data handling device for computing a gas flux and a corresponding computer-readable storage medium |
WO2011058200A1 (es) | 2009-11-11 | 2011-05-19 | Ramem, S.A. | Analizador de movilidad diferencial |
WO2011130320A2 (en) | 2010-04-12 | 2011-10-20 | Li-Cor, Inc. | Method and apparatus for determining gas flux |
US9297785B2 (en) | 2011-06-24 | 2016-03-29 | Sociedad Europea de Analisis Diferencial de Movilidad | Method for detecting atmospheric vapors at parts per quadrillion (PPQ) concentrations |
US8502138B2 (en) * | 2011-07-29 | 2013-08-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Integrated ion mobility spectrometer |
US9759703B2 (en) | 2013-09-27 | 2017-09-12 | Li-Cor, Inc. | Systems and methods for measuring gas flux |
US10627787B2 (en) * | 2017-11-01 | 2020-04-21 | International Business Machines Corporation | Manufacturing process control based on multi-modality and multi-resolution time series data |
CN110165322B (zh) * | 2019-05-22 | 2021-04-20 | 江苏集萃华科智能装备科技有限公司 | 一种在锂离子电池内部引入定量气体的方法及其应用 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1300555A (en) * | 1969-03-28 | 1972-12-20 | Nat Res Dev | Improvements in measuring the density, velocity and mass flow of gases |
FI63298C (fi) | 1977-08-01 | 1983-05-10 | Alnor Oy | Pao jonisering baserande anordning foer maetning av gasers stroemningshastighet |
US4393719A (en) | 1981-07-20 | 1983-07-19 | United Technologies Corporation | Ionization flowmeter |
US4491501A (en) | 1982-12-08 | 1985-01-01 | Westvaco Corporation | Method for washing a fibrous particle mat with wash liquor having an impact energy sufficient to disrupt and rearrange the interstitial pore matrix |
FI75055C (fi) | 1986-06-03 | 1988-04-11 | Puumalaisen Tutkimuslaitos Oy | Foerfarande foer observerande av ingredienshalter av gas. |
FI87954C (fi) * | 1990-10-11 | 1999-03-23 | Fabretti Holdings Ltd | Menetelmä kaasun vierasainepitoisuuksien määrittämiseksi |
GB9120192D0 (en) | 1991-09-21 | 1991-11-20 | Graseby Ionics Ltd | Ion mobility spectrometry equipment |
FI96903C (fi) | 1993-01-12 | 1996-09-10 | Environics Oy | Menetelmä kaasun vierasainepitoisuuden määrittämiseksi ja laitteisto sitä varten |
AU6146394A (en) | 1993-03-05 | 1994-09-26 | Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland, The | Gas detection devices |
US5455417A (en) | 1994-05-05 | 1995-10-03 | Sacristan; Emilio | Ion mobility method and device for gas analysis |
US7045776B2 (en) * | 2001-06-30 | 2006-05-16 | Sionex Corporation | System for collection of data and identification of unknown ion species in an electric field |
US6815668B2 (en) * | 1999-07-21 | 2004-11-09 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Method and apparatus for chromatography-high field asymmetric waveform ion mobility spectrometry |
US6774360B2 (en) * | 2000-03-14 | 2004-08-10 | National Research Council Canada | FAIMS apparatus and method using carrier gas of mixed composition |
FI118277B (fi) * | 2002-03-25 | 2007-09-14 | Environics Oy | Kennorakenne, laite ja menetelmä |
-
2002
- 2002-03-25 FI FI20020565A patent/FI118277B/fi not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-03-25 AU AU2003216946A patent/AU2003216946B2/en not_active Ceased
- 2003-03-25 WO PCT/FI2003/000226 patent/WO2003081224A1/en active Application Filing
- 2003-03-25 SI SI200332572T patent/SI1488224T1/en unknown
- 2003-03-25 CN CNB038109794A patent/CN100501393C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-25 US US10/509,198 patent/US7339162B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-25 JP JP2003578909A patent/JP4309291B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-25 DK DK03712167.0T patent/DK1488224T3/en active
- 2003-03-25 ES ES03712167.0T patent/ES2676524T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-25 TR TR2018/09365T patent/TR201809365T4/tr unknown
- 2003-03-25 PT PT37121670T patent/PT1488224T/pt unknown
- 2003-03-25 HU HUE03712167A patent/HUE039782T2/hu unknown
- 2003-03-25 CA CA2481458A patent/CA2481458C/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-25 EP EP03712167.0A patent/EP1488224B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-09-29 HK HK05108643.9A patent/HK1083889A1/xx not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-02-08 US US12/069,296 patent/US7586090B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK1488224T3 (en) | 2018-08-06 |
ES2676524T3 (es) | 2018-07-20 |
EP1488224B1 (en) | 2018-05-02 |
CN100501393C (zh) | 2009-06-17 |
US20060192097A1 (en) | 2006-08-31 |
HK1083889A1 (en) | 2006-07-14 |
FI20020565A (fi) | 2003-09-26 |
AU2003216946A1 (en) | 2003-10-08 |
CA2481458C (en) | 2013-11-26 |
JP4309291B2 (ja) | 2009-08-05 |
SI1488224T1 (en) | 2018-08-31 |
WO2003081224A1 (en) | 2003-10-02 |
HUE039782T2 (hu) | 2019-02-28 |
AU2003216946B2 (en) | 2009-06-11 |
US7339162B2 (en) | 2008-03-04 |
US7586090B2 (en) | 2009-09-08 |
FI118277B (fi) | 2007-09-14 |
CA2481458A1 (en) | 2003-10-02 |
PT1488224T (pt) | 2018-08-07 |
FI20020565A0 (fi) | 2002-03-25 |
JP2005521214A (ja) | 2005-07-14 |
CN1653328A (zh) | 2005-08-10 |
US20080149823A1 (en) | 2008-06-26 |
EP1488224A1 (en) | 2004-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7586090B2 (en) | Cell structure, device and method for gas analysis | |
Miller et al. | A MEMS radio-frequency ion mobility spectrometer for chemical vapor detection | |
Kirk et al. | A compact high resolution ion mobility spectrometer for fast trace gas analysis | |
CN103650102B (zh) | 离子迁移谱分析仪、包括其的气体分析系统和确定化学品种的方法 | |
CN103201620A (zh) | 离子迁移装置 | |
US7244931B2 (en) | Ion mobility spectrometer with parallel running drift gas and ion carrier gas flows | |
US20040080321A1 (en) | Electrostatic particle measurement | |
CN105510197A (zh) | 一体集成式微型平板大气细粒子谱测量装置及其测量方法 | |
FI123930B (fi) | Menetelmä kaasujen mittaamiseksi | |
CA2063664A1 (en) | Ion mobility detector | |
Santos et al. | Performance evaluation of a high-resolution parallel-plate differential mobility analyzer | |
US10458946B2 (en) | Ion selecting device for identification of ions in gaseous media | |
GB2428872A (en) | Ion mobility spectrometer with parallel-running drift gas and ion carrier gas flow | |
CN106468686B (zh) | 同位素比质谱分析的动态范围改进 | |
US7729101B2 (en) | Method and apparatus for monitoring and controlling ionizing blowers | |
Manard et al. | Differential mobility spectrometry/mass spectrometry: The design of a new mass spectrometer for real-time chemical analysis in the field | |
US20090166526A1 (en) | Method of and Equipment for Measuring Ionic Mobility | |
KR100498265B1 (ko) | 플라즈마 크로마토 그래피 장치 및 그에 따른 이온 필터셀 | |
US11796505B2 (en) | Ion mobility spectrometer with center rod | |
KR102334036B1 (ko) | 이온 이동도 분광기의 ims 이동도관 | |
JP2007240467A (ja) | 開放窓型電離箱 | |
Kirk | of Themed Issue to go here-bar colour to contrast OFC image | |
Fang | Electrodynamic modeling applied to micro-strip gas chambers |