WO2018038625A1 - Photoionization detector (variants) - Google Patents

Photoionization detector (variants) Download PDF

Info

Publication number
WO2018038625A1
WO2018038625A1 PCT/RU2016/000563 RU2016000563W WO2018038625A1 WO 2018038625 A1 WO2018038625 A1 WO 2018038625A1 RU 2016000563 W RU2016000563 W RU 2016000563W WO 2018038625 A1 WO2018038625 A1 WO 2018038625A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
detector according
ionization chamber
fluorine
fluoroaliphatic
layer
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000563
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Витальевич БУДОВИЧ
Михаел ВОРАЦ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Бюро аналитического приборостроения "Хромдет-Экология"
Аналитикал Контрол Инструмент Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Бюро аналитического приборостроения "Хромдет-Экология", Аналитикал Контрол Инструмент Гмбх filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Бюро аналитического приборостроения "Хромдет-Экология"
Priority to PCT/RU2016/000563 priority Critical patent/WO2018038625A1/en
Publication of WO2018038625A1 publication Critical patent/WO2018038625A1/en

Links

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
    • G01N27/64—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 using wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber

Definitions

  • the invention relates to the field of analytical instrumentation and may find application in the control of impurities in gases, in particular in air.
  • the design of a photoionization detector (PID) is considered, which preserves the operational and metrological characteristics during long-term continuous operation.
  • Known photoionization detector containing a UV lamp having a window for outputting UV radiation, an ionization chamber mounted against the window for outputting UV radiation, polarizing and collector electrodes installed inside the ionization chamber, a heater installed inside the ionization chamber in front of the window for outputting UV radiation with a gap with respect to the outer surface of the window (RU 2455633, G01 N27 / 62, publ. 10.07.2012).
  • the disadvantage of this detector is that during long-term continuous operation of the detector as a result of the interaction of the materials of the ionization chamber with VUV (vacuum ultraviolet) radiation, the operational and metrological characteristics of the detector change due to destruction of materials.
  • VUV vacuum ultraviolet
  • the present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in maintaining the operational and metrological characteristics of the photoionization detector without change during prolonged continuous operation.
  • the specified technical result is achieved by the fact that the proposed PID containing a source of vacuum ultraviolet radiation, having a window for outputting radiation, an ionization chamber connected to it, in which polarizing and measuring electrodes were installed, while an additional element in the form of a plate or gasket made of a substance entering into photochemical reactions with VUV radiation was installed in the ionization chamber.
  • FIG. 1 - shows a structural diagram of a photoionization detector by diffusion feeding of a sample
  • FIG. 2 - shows a block diagram of a photoionization detector by forced feeding of a sample.
  • PID photoionization detector
  • individual elements of the PID design are indicated by the following positions: 1 - UV lamp - source of vacuum ultraviolet radiation (VUV), 2 - window for radiation output, 3 - ionization chamber, 4 - electrodes, 5 - membrane for the input and output of an anasized gas in diffusion mode, b - an element made of a substance that enters into photochemical reactions with VUV radiation, 7 - a fitting for introducing the analyzed gas, 8 - a fitting for outputting the analyzed gas and 9 - externally located compressor.
  • VUV vacuum ultraviolet radiation
  • the detector comprises a UV lamp 1 with a window 2 for outputting radiation, from the side of the window 2 connected to an ionization chamber 3 made of an insulating material (for example, an elastic polymeric material, preferably fluoroplastic).
  • an insulating material for example, an elastic polymeric material, preferably fluoroplastic.
  • electrodes 4 are installed, one of which serves as a polarizing electrode, and the other as a collector electrode.
  • the electrodes 4 are connected to the corresponding cables, one of which is connected to a power source (not shown), and the second is connected to an electrometric amplifier (not shown).
  • FIG. 1 shows an example of a PID design using a diffusion sample feed.
  • a membrane 5 is made or placed in the wall of the chamber 3 for introducing and discharging the anasized gas in diffusion mode.
  • the analyzed sample is fed into the ionization chamber due to diffusion.
  • FIG. 2 shows an example of a PID design, in which the ionization chamber has a nozzle 7 for introducing the analyzed gas and a nozzle 8 for outputting the analyzed gas (inlet and outlet nozzles) the analyzed sample is pumped through the ionization chamber using an external compressor 9.
  • a feature of both performance examples is that a structural element is installed in the ionization chamber made of a substance that enters into photochemical reactions with VUV radiation.
  • Element 6 made of a substance that enters into photochemical reactions with VUV radiation, can be made in the form of a plate or gasket installed between the window of the VUV radiation source and the ionization chamber at a distance of 0.1 mm to 3 mm from the VUV radiation source.
  • the plate or gasket can be mounted on the measuring the electrode of the ionization chamber or on the polarizing electrode of the ionization chamber, or on the body of the ionization chamber, or mounted on the window of the VUV radiation source.
  • element 6 is made in the form of a gasket located at a distance of 0.1 mm to 3 mm from the VUV radiation source and between this window and the ionization chamber in the device body.
  • element 6 The peculiarity of the implementation of element 6 is not only its shape or appearance, these indicators can vary in a wide range of designs, and in fact this is not the main thing to achieve a technical result - maintaining operational and metrological photoionization detectors without changes during continuous operation. An increase in the retention period of the obtained data unchanged is ensured by the fact that this element must enter into photochemical reactions with VUV radiation. To solve the problem of obtaining photochemical reactions leading to the absorption of part of the UV radiation in the volume of the ionization chamber or at the entrance to this chamber, the material from which element 6 is made is essential.
  • element 6 substances containing chlorine or fluorine, or from fluoroplastic or fluoroelastomer, can be used.
  • the element may be made from copolymers of vinylidene fluoride with other ethylenically unsaturated halogenated monomers such as hexafluoropropylene.
  • the element may be made of polychlorotrifluoroethylene, polytetrafluoroethylene, copolymers of tetrafluoroethylene, hexafluoroethylene and poly (vinylidene fluoride).
  • the element may be made of a porous material coated with a fluorine-containing compound, for example, based on sodium fluoride, or coated with a fluorine-containing compound, for example, on the basis of sodium fluoride and aliphatic resins, or of a porous material having in its composition inclusions or tin coated with sodium fluoride monofluorophosphate, potassium fluoride, aminofluorides.
  • the element may be made of a material saturated with a fluorine-containing compound before forming the geometry of the plate or gasket, for example by contacting with fluorine gas for several hours at elevated temperature with a fluoropolymer ground into powder.
  • the element may be made of a fluorine-containing polymer consisting of a fluoroaliphatic group, for example a fluoroalkyl or fluoroalkylene group derived from a fluoroaliphatic radical containing sulfinate, or from a fluorine-containing polymer comprising at least one mono-, di- or trivalent fluoroaliphatic moiety sulfinate containing a fluoroaliphatic radical.
  • the indicated fluoroaliphatic part is selected from the group consisting of fluoroalkyl groups with the formula C n F2n + i, where n is from 1 to 20, and fluoroalkyl groups with the formula C n F2n, where n is from 1 to 20.
  • this element 6 in the form of a layer of material or substance deposited on the window of a VUV radiation source that enters into photochemical reactions with VUV radiation.
  • This layer may be made of substances containing chlorine or fluorine or from a fluoroplastic or from a fluoroelastomer.
  • the layer can also be made from copolymers of vinylidene fluoride with other ethylenically unsaturated halogenated monomers such as hexafluoropropylene, or from polychlorotrifluoroethylene, polytetrafluoroethylene, copolymers of tetrafluoroethylene, hexafluoroethylene and poly (vinylidene fluoride).
  • the layer may be made of a material saturated with a fluorine-containing compound before forming the geometry of the plate or gasket, by contacting gaseous fluorine at an elevated temperature with a fluoropolymer ground into powder, or from a fluorine-containing polymer consisting of a fluoroaliphatic group, such as a fluoroalkyl or fluoroalkylene group, obtained from a fluoroaliphatic radical containing sulfinate.
  • the layer may be made of a fluorine-containing polymer comprising at least one mono-, di- or trivalent fluoroaliphatic moiety derived from a sulfinate containing a fluoroaliphatic radical.
  • the fluoroaliphatic moiety can be selected from the group consisting of fluoroalkyl groups with the formula C n F2n + i, where n is from 1 to 20, and fluoroalkyl groups with the formula C n F2n, where n is from 1 to 20.
  • the operation of the PID is considered by the example of the detector shown in FIG. 2.
  • the detector operates as follows.
  • the flow of the analyzed gas (air) through the compressor 9 through the nozzle 7 enters the internal volume of the ionization chamber 3.
  • the UV radiation emitted by the lamp 1 through the window 2 enters the internal volume of the ionization chamber 3 and ionizes the substances contained in the analyzed gas (air) having ionization energy is less than the energy of radiation quanta.
  • the resulting electrons and ions, moving in an electric field between the electrodes 4 form a current signal proportional to the concentration of the measured ionizable components.
  • part of the UV radiation is absorbed by element 6, thereby eliminating the interaction of UV radiation with the electrodes 4 and the material of the ionization chamber, which leads to a decrease in the background current and greater safety of the materials of the ionization chamber and, accordingly, increases stability of detector characteristics during long continuous operation.
  • the present invention is industrially applicable and can be manufactured industrially. Due to the absorption of part of the UV radiation by an element in the form of a plate or gasket inserted into the ionization chamber, the destruction effect of this radiation on the materials from which the electrodes, the chamber, the zone of the membrane or fittings, etc., are reduced This leads to the possibility of long-term continuous operation of the device without compromising the reliability of the obtained data on sample analysis.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of analytical instrument engineering. A photoionization detector comprises a vacuum ultraviolet radiation source having an aperture for outputting radiation and an ionization chamber connected thereto, in which polarizing and measuring electrodes are mounted. An additional element made of a substance that enters into photochemical reactions with the vacuum ultraviolet radiation is mounted in the ionization chamber.

Description

Фотоионизационный детектор (варианты)  Photoionization detector (options)
Область техники Technical field
Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может найти применение при контроле примесей веществ в газах, в частности в воздухе. В частности, рассматривается конструкция фотоионизационного детектора (ФИД), сохраняющего эксплуатационные и метрологические характеристики при длительной непрерывной эксплуатации. Предшествующий уровень техники  The invention relates to the field of analytical instrumentation and may find application in the control of impurities in gases, in particular in air. In particular, the design of a photoionization detector (PID) is considered, which preserves the operational and metrological characteristics during long-term continuous operation. State of the art
Известен фотоионизационный детектор, содержащий УФ-лампу, имеющую окно для вывода УФ-излучения, ионизационную камеру, установленную против окна для вывода УФ- излучения, поляризующий и коллекторный электроды, установленные внутри ионизационной камеры, нагреватель установленный внутри ионизационной камеры перед окном для вывода УФ-излучения с зазором по отношению к внешней поверхности окна (RU 2455633, G01 N27/62, опубл. 10.07.2012).  Known photoionization detector containing a UV lamp having a window for outputting UV radiation, an ionization chamber mounted against the window for outputting UV radiation, polarizing and collector electrodes installed inside the ionization chamber, a heater installed inside the ionization chamber in front of the window for outputting UV radiation with a gap with respect to the outer surface of the window (RU 2455633, G01 N27 / 62, publ. 10.07.2012).
Недостатком указанного детектора является то, что при длительной непрерывной работе детектора в результате взаимодействия материалов ионизационной камеры с ВУФ (вакуумным ультрафиолетовым) излучением происходит изменение эксплуатационных и метрологических характеристик детектора в следствие деструкции материалов.  The disadvantage of this detector is that during long-term continuous operation of the detector as a result of the interaction of the materials of the ionization chamber with VUV (vacuum ultraviolet) radiation, the operational and metrological characteristics of the detector change due to destruction of materials.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в сохранении эксплуатационных и метрологических характеристик фотоионизационного детектора без изменения при длительной непрерывной работе.  The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in maintaining the operational and metrological characteristics of the photoionization detector without change during prolonged continuous operation.
Указанный технический результат достигается тем, что предложен ФИД, содержащий источник вакуумного ультрафиолетового излучения, имеющий окно для вывода излучения, соединенную с ним ионизационную камеру, в которой установлены поляризующий и измерительный электроды, при этом в ионизационной камере установлен дополнительный элемент в виде пластинки или прокладки, изготовленный из вещества, вступающего в фотохимические реакции с ВУФ излучением. The specified technical result is achieved by the fact that the proposed PID containing a source of vacuum ultraviolet radiation, having a window for outputting radiation, an ionization chamber connected to it, in which polarizing and measuring electrodes were installed, while an additional element in the form of a plate or gasket made of a substance entering into photochemical reactions with VUV radiation was installed in the ionization chamber.
Указанный технический результат также достигается тем, что предложен The specified technical result is also achieved by the fact that proposed
ФИД, содержащий источник вакуумного ультрафиолетового излучения, имеющий окно для вывода излучения в соединенную с ним ионизационную камеру, в которой установлены поляризующий и измерительный электроды, при этом на окно со стороны ионизационной камеры нанесен слой вещества, вступающего в фотохимические реакции с ультрафиолетовым излучением. A PID containing a vacuum ultraviolet radiation source having a window for outputting radiation into an ionization chamber connected to it, in which polarizing and measuring electrodes are installed, while a layer of a substance is involved in the photochemical reaction with ultraviolet radiation on the window from the side of the ionization chamber.
Указанные признаки являются существенными для достижения технического результата.  These signs are essential to achieve a technical result.
Настоящее изобретение поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.  The present invention is illustrated by specific examples of execution, which, however, are not the only possible, but clearly demonstrate the ability to achieve the desired technical result.
Описание фигур чертежей Description of the figures of the drawings
На фиг. 1 - приведена структурная схема фотоионизационного детектора диффузионной подачей пробы;  In FIG. 1 - shows a structural diagram of a photoionization detector by diffusion feeding of a sample;
на фиг. 2 - приведена структурная схема фотоионизационного детектора принудительной подачей пробы.  in FIG. 2 - shows a block diagram of a photoionization detector by forced feeding of a sample.
Лучшие варианты осуществления изобретения The best embodiments of the invention
Согласно настоящего изобретения рассматривается конструкция фотоионизационного детектора (ФИД), обладающего возможностью длительной непрерывной эксплуатации без изменения эксплуатационных и метрологических характеристик детектора.  According to the present invention, the construction of a photoionization detector (PID) is considered, having the possibility of long-term continuous operation without changing the operational and metrological characteristics of the detector.
На представленных рисунках отдельные элементы конструкции ФИД обозначены следующими позициями: 1 - УФ-лампа - источник вакуумного ультрафиолетового излучения (ВУФ), 2 - окно для вывода излучения, 3 - ионизационная камера, 4 - электроды, 5 - мембрана для ввода и вывода аназируемого газа в диффузионном режиме, б - элемент, изготовленный из вещества, вступающего в фотохимические реакции с ВУФ излучением, 7 - штуцер для ввода анализируемого газа, 8 - штуцер для вывода анализируемого газа и 9 - внешне располагаемый компрессор. In the presented figures, individual elements of the PID design are indicated by the following positions: 1 - UV lamp - source of vacuum ultraviolet radiation (VUV), 2 - window for radiation output, 3 - ionization chamber, 4 - electrodes, 5 - membrane for the input and output of an anasized gas in diffusion mode, b - an element made of a substance that enters into photochemical reactions with VUV radiation, 7 - a fitting for introducing the analyzed gas, 8 - a fitting for outputting the analyzed gas and 9 - externally located compressor.
Детектор содержит УФ-лампу 1 с окном 2 для вывода излучения, со стороны окна 2 соединенную с ионизационной камерой 3, выполненной из изоляционного материала (например, из эластичного полимерного материала, предпочтительно фторопласта). В ионизационной камере 3 установлены электроды 4, один из которых служит в качестве поляризующего электрода, а другой - в качестве коллекторного электрода. Электроды 4 соединены с соответствующими кабелями, один из которых соединен с источником питания (не показан), а второй соединен с электрометрическим усилителем (не показан).  The detector comprises a UV lamp 1 with a window 2 for outputting radiation, from the side of the window 2 connected to an ionization chamber 3 made of an insulating material (for example, an elastic polymeric material, preferably fluoroplastic). In the ionization chamber 3, electrodes 4 are installed, one of which serves as a polarizing electrode, and the other as a collector electrode. The electrodes 4 are connected to the corresponding cables, one of which is connected to a power source (not shown), and the second is connected to an electrometric amplifier (not shown).
На фиг. 1 показан пример исполнения ФИД, использующий диффузионную подачу пробы. Для этого в стенке камеры 3 выполнена или размещена мембрана 5 для ввода и вывода аназируемого газа в диффузионном режиме. Анализируемая проба подается в ионизационную камеру благодаря диффузии. А на фиг. 2 показан пример исполнения ФИД, в котором ионизационная камера имеет штуцер 7 для ввода анализируемого газа и штуцер 8 для вывода анализируемого газа (входной и выходной штуцеры) анализируемая проба прокачивается через ионизационную камеру с помощью внешнего компрессора 9.  In FIG. 1 shows an example of a PID design using a diffusion sample feed. To do this, a membrane 5 is made or placed in the wall of the chamber 3 for introducing and discharging the anasized gas in diffusion mode. The analyzed sample is fed into the ionization chamber due to diffusion. And in FIG. 2 shows an example of a PID design, in which the ionization chamber has a nozzle 7 for introducing the analyzed gas and a nozzle 8 for outputting the analyzed gas (inlet and outlet nozzles) the analyzed sample is pumped through the ionization chamber using an external compressor 9.
Особенностью обоих примеров исполнения является то, что в ионизационной камере установлен конструктивный элемент, изготовленный из вещества, вступающего в фотохимические реакции с ВУФ излучением.  A feature of both performance examples is that a structural element is installed in the ionization chamber made of a substance that enters into photochemical reactions with VUV radiation.
Элемент 6, изготовленный из вещества, вступающего в фотохимические реакции с ВУФ излучением, может быть выполнен в виде пластинки или прокладки, установленной между окном источника ВУФ-излучения и ионизационной камерой на расстоянии от 0.1 мм до 3 мм от источника ВУФ- излучения. Пластинка или прокладка может быть закреплена на измерительном электроде ионизационной камеры или на поляризующем электроде ионизационной камеры, или на корпусе ионизационной камеры, или закреплена на окне источника ВУФ-излучения. В примерах, приведенных на фиг. 1 и 2, элемент 6 выполнен в виде прокладки, расположенной на расстоянии от 0.1 мм до 3 мм от источника ВУФ-излучения и между этим окном и ионизационной камерой в корпусе прибора. Element 6, made of a substance that enters into photochemical reactions with VUV radiation, can be made in the form of a plate or gasket installed between the window of the VUV radiation source and the ionization chamber at a distance of 0.1 mm to 3 mm from the VUV radiation source. The plate or gasket can be mounted on the measuring the electrode of the ionization chamber or on the polarizing electrode of the ionization chamber, or on the body of the ionization chamber, or mounted on the window of the VUV radiation source. In the examples of FIG. 1 and 2, element 6 is made in the form of a gasket located at a distance of 0.1 mm to 3 mm from the VUV radiation source and between this window and the ionization chamber in the device body.
Особенностью выполнения элемента 6 является не только его форма или вид, эти показатели могут варьировать в широком диапазоне исполнений и по сути это не является главным для достижения технического результата - сохранении эксплуатационных и метрологических фотоионизационного детектора без изменения при длительной непрерывной работе. Увеличение срока сохранения неизменными получаемых данных обеспечивается тем, что этот элемент должен вступать в фотохимические реакции с ВУФ излучением. Для решения задачи получения фотохимических реакций, приводящих к поглощению части УФ-излучения в объеме ионизационной камеры или на входе в эту камеры, существенным выступает материал, из которого выполнен элемент 6.  The peculiarity of the implementation of element 6 is not only its shape or appearance, these indicators can vary in a wide range of designs, and in fact this is not the main thing to achieve a technical result - maintaining operational and metrological photoionization detectors without changes during continuous operation. An increase in the retention period of the obtained data unchanged is ensured by the fact that this element must enter into photochemical reactions with VUV radiation. To solve the problem of obtaining photochemical reactions leading to the absorption of part of the UV radiation in the volume of the ionization chamber or at the entrance to this chamber, the material from which element 6 is made is essential.
Проведенные исследования в режиме оптимизации конструкции ФИД позволили выявить ряд возможных материалов, веществ и композиций, использование которых в качестве материала для изготовления элемента 6 или для нанесения на его поверхность, позволяют организовать на входе ионизационной камеры или в ее объеме появление таких фотохимических реакций.  The studies performed in the optimization mode of the PID design revealed a number of possible materials, substances and compositions, the use of which as a material for the manufacture of element 6 or for application to its surface, makes it possible to organize the appearance of such photochemical reactions at the entrance of the ionization chamber or in its volume.
В качестве материала, из которого может быть изготовлен элемент 6, можно использовать вещества, содержащие хлор или фтор, или из фторопласта или фторэластомера. Элемент может быть изготовлен из сополимеров винилиденфторида с другими этиленовоненасыщенными галогенированными мономерами, такими как гексафторпропилен. Элемент может быть изготовлен из полихлортрифторэтилена, политетрафторэтилена, сополимеров тетрафторэтилена, гексафторэтилена и поли(винилиденфторида). As the material from which element 6 can be made, substances containing chlorine or fluorine, or from fluoroplastic or fluoroelastomer, can be used. The element may be made from copolymers of vinylidene fluoride with other ethylenically unsaturated halogenated monomers such as hexafluoropropylene. The element may be made of polychlorotrifluoroethylene, polytetrafluoroethylene, copolymers of tetrafluoroethylene, hexafluoroethylene and poly (vinylidene fluoride).
Элемент может быть изготовлен из пористого материала, покрытого фторосодержащим соединением, например, на основе фтористого натрия, или покрытого фторосодержащим соединением, например, на основе фтористого натрия и алифатических смол, или из пористого материала, имеющего в своем составе включения или покрытого веществами олова фторид натрия монофторфосфат, калия фторид, аминофториды.  The element may be made of a porous material coated with a fluorine-containing compound, for example, based on sodium fluoride, or coated with a fluorine-containing compound, for example, on the basis of sodium fluoride and aliphatic resins, or of a porous material having in its composition inclusions or tin coated with sodium fluoride monofluorophosphate, potassium fluoride, aminofluorides.
Элемент может быть изготовлен из материала, насыщенного фторосожержащим соединением перед формированием геометрии пластинки или прокладки, например путем контакта с газообразным фтором в течение нескольких часов при повышенной температуре с измельченным в порошок фторполимером.  The element may be made of a material saturated with a fluorine-containing compound before forming the geometry of the plate or gasket, for example by contacting with fluorine gas for several hours at elevated temperature with a fluoropolymer ground into powder.
Элемент может быть изготовлен из фторсодержащего полимера, состоящего из фторалифатической группы, например фторалкил- или фторалкиленовой группы, полученной из фторалифатического радикала, содержащего сульфинат, или из фторсодержащего полимера, включающий по меньшей мере одну одно-, двух- или трехвалентную фторалифатическую часть, полученную из сульфината, содержащего фторалифатический радикал. При этом что указанная фторалифатическая часть выбрана из группы, состоящей из фторалкильных групп с формулой CnF2n+i , где п равно от 1 до 20, и фторалкильных групп с формулой CnF2n, где п равно от 1 до 20. The element may be made of a fluorine-containing polymer consisting of a fluoroaliphatic group, for example a fluoroalkyl or fluoroalkylene group derived from a fluoroaliphatic radical containing sulfinate, or from a fluorine-containing polymer comprising at least one mono-, di- or trivalent fluoroaliphatic moiety sulfinate containing a fluoroaliphatic radical. Moreover, the indicated fluoroaliphatic part is selected from the group consisting of fluoroalkyl groups with the formula C n F2n + i, where n is from 1 to 20, and fluoroalkyl groups with the formula C n F2n, where n is from 1 to 20.
В то же время ничто не ограничивает возможность выполнения этого элемента 6 в виде нанесенного на окно источника ВУФ-излучения слоя материала или вещества, вступающего в фотохимические реакции с ВУФ излучением.  At the same time, nothing restricts the possibility of performing this element 6 in the form of a layer of material or substance deposited on the window of a VUV radiation source that enters into photochemical reactions with VUV radiation.
Этот слой может быть изготовлен из веществ, содержащих хлор или фтор или из фторопласта или из фторэластомера. Слой так же может быть изготовлен из сополимеров винилиденфторида с другими этиленовоненасыщенными галогенированными мономерами, такими как гексафторпропилен, или из полихлортрифторэтилена, политетрафторэтилена, сополимеров тетрафторэтилена, гексафторэтилена и поли(винилиденфторида). Слой может быть изготовлен из материала, насыщенного фторосодержащим соединением перед формированием геометрии пластинки или прокладки, путем контакта с газообразным фтором при повышенной температуре с измельченным в порошок фторполимером, или из фторсодержащего полимера, состоящего из фторалифатической группы, такого как фторалкил- или фторалкиленовой группы, полученной из фторалифатического радикала, содержащего сульфинат. This layer may be made of substances containing chlorine or fluorine or from a fluoroplastic or from a fluoroelastomer. The layer can also be made from copolymers of vinylidene fluoride with other ethylenically unsaturated halogenated monomers such as hexafluoropropylene, or from polychlorotrifluoroethylene, polytetrafluoroethylene, copolymers of tetrafluoroethylene, hexafluoroethylene and poly (vinylidene fluoride). The layer may be made of a material saturated with a fluorine-containing compound before forming the geometry of the plate or gasket, by contacting gaseous fluorine at an elevated temperature with a fluoropolymer ground into powder, or from a fluorine-containing polymer consisting of a fluoroaliphatic group, such as a fluoroalkyl or fluoroalkylene group, obtained from a fluoroaliphatic radical containing sulfinate.
Так же слой может быть изготовлен из фторсодержащего полимера, включающий по меньшей мере одну одно-, двух- или трехвалентную фторалифатическую часть, полученную из сульфината, содержащего фторалифатический радикал. При этом фторалифатическая часть может быть выбрана из группы, состоящей из фторалкильных групп с формулой CnF2n+i, где п равно от 1 до 20, и фторалкильных групп с формулой CnF2n, где п равно от 1 до 20. Likewise, the layer may be made of a fluorine-containing polymer comprising at least one mono-, di- or trivalent fluoroaliphatic moiety derived from a sulfinate containing a fluoroaliphatic radical. In this case, the fluoroaliphatic moiety can be selected from the group consisting of fluoroalkyl groups with the formula C n F2n + i, where n is from 1 to 20, and fluoroalkyl groups with the formula C n F2n, where n is from 1 to 20.
Работа ФИД рассматривается на примере исполнения детектора, изображенном на фиг. 2. Детектор работает следующим образом. Поток анализируемого газа (воздуха) с помощью компрессора 9 через штуцер 7 поступает во внутренний объем ионизационной камеры 3. Испускаемое лампой 1 через окно 2 УФ-излучение попадает во внутренний объем ионизационной камеры 3 и ионизует вещества, содержащихся в анализируемом газе (воздухе), имеющих энергию ионизации меньше энергии квантов излучения. Образовавшиеся при этом электроны и ионы, двигаясь в электрическом поле, между электродами 4 формируют токовый сигнал, пропорциональный концентрации измеряемых ионизуемых компонентов. При этом часть УФ- излучения поглощается элементом 6, благодаря этому исключается взаимодействие УФ-излучения с электродами 4 и материалом ионизационной камеры, что приводит к снижению фонового тока и большей сохранности материалов ионизационной камеры и соответственно увеличивает стабильность характеристик детектора при длительной непрерывной работе. The operation of the PID is considered by the example of the detector shown in FIG. 2. The detector operates as follows. The flow of the analyzed gas (air) through the compressor 9 through the nozzle 7 enters the internal volume of the ionization chamber 3. The UV radiation emitted by the lamp 1 through the window 2 enters the internal volume of the ionization chamber 3 and ionizes the substances contained in the analyzed gas (air) having ionization energy is less than the energy of radiation quanta. The resulting electrons and ions, moving in an electric field between the electrodes 4 form a current signal proportional to the concentration of the measured ionizable components. In this case, part of the UV radiation is absorbed by element 6, thereby eliminating the interaction of UV radiation with the electrodes 4 and the material of the ionization chamber, which leads to a decrease in the background current and greater safety of the materials of the ionization chamber and, accordingly, increases stability of detector characteristics during long continuous operation.
Промышленная применимость Industrial applicability
Настоящее изобретение промышленно применимо и может быть изготовлено промышленным способом. За счет поглощения части УФ-излучения вставленным в ионизационную камеру элементом в виде пластинки или прокладки снижается деструкционное воздействие этого излучения на материалы, из которых выполнены электроды, камера, зоны мембраны или штуцеров и т.д. Это приводит к возможности длительной непрерывной эксплуатации прибора без снижения достоверности получаемых данных по анализу проб.  The present invention is industrially applicable and can be manufactured industrially. Due to the absorption of part of the UV radiation by an element in the form of a plate or gasket inserted into the ionization chamber, the destruction effect of this radiation on the materials from which the electrodes, the chamber, the zone of the membrane or fittings, etc., are reduced This leads to the possibility of long-term continuous operation of the device without compromising the reliability of the obtained data on sample analysis.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Фотоионизационный детектор, содержащий источник вакуумного ультрафиолетового излучения, имеющий окно для вывода излучения в соединенную с ним ионизационную камеру, в которой установлены 1. Photoionization detector containing a source of vacuum ultraviolet radiation, having a window for outputting radiation into the connected ionization chamber, in which are installed
5 поляризующий и измерительный электроды, отличающийся тем, что в ионизационной камере установлен элемент в виде пластинки или прокладки, изготовленный из вещества, вступающего в фотохимические реакции с ультрафиолетовым излучением, и закрепленный на измерительном электроде ионизационной камеры, или на поляризующем электроде ионизационной ю камеры, или на корпусе ионизационной камеры, или на окне источника вакуумного ультрафиолетового излучения. 5 polarizing and measuring electrodes, characterized in that an element in the form of a plate or gasket is installed in the ionization chamber, made of a substance that enters into photochemical reactions with ultraviolet radiation, and mounted on the measuring electrode of the ionization chamber, or on the polarizing electrode of the ionization chamber, or on the body of the ionization chamber, or on the window of a vacuum ultraviolet radiation source.
2. Детектор по п. 1 , отличающийся тем, на стенке ионизационной камеры размещена или выполнена в ней мембрана для ввода аназируемого газа в диффузионном режиме в полость этой камеры  2. The detector according to claim 1, characterized in that a membrane is placed on the wall of the ionization chamber or is made in it to introduce an anasable gas in a diffusion mode into the cavity of this chamber
15 3. Детектор по п. 1 , отличающийся тем, что ионизационная камера имеет штуцер для ввода анализируемого газа, штуцер для вывода анализируемого газа и компрессор для прокачивания анализируемого газа через ионизационную камеру.  15 3. The detector according to claim 1, characterized in that the ionization chamber has a fitting for inputting the analyzed gas, a fitting for outputting the analyzed gas, and a compressor for pumping the analyzed gas through the ionization chamber.
4. Детектор по п. 1 , отличающийся тем, что элемент изготовлен из веществ, 20 содержащих хлор или фтор.  4. The detector according to claim 1, characterized in that the element is made of substances 20 containing chlorine or fluorine.
5. Детектор по п. 1 , отличающийся тем, что элемент изготовлен из фторопласта или из фторэластомера.  5. The detector according to claim 1, characterized in that the element is made of fluoroplastic or fluoroelastomer.
6. Детектор по п. 1 , отличающийся тем, что элемент изготовлен из сополимеров винилиденфторида с другими этиленовоненасыщенными 5 галогенированными мономерами, такими как гексафторпропилен.  6. The detector according to claim 1, characterized in that the element is made of copolymers of vinylidene fluoride with other ethylenically unsaturated 5 halogenated monomers, such as hexafluoropropylene.
7. Детектор по п. 1 , отличающийся тем, что элемент изготовлен из полихлортрифторэтилена, политетрафторэтилена, сополимеров тетрафторэтилена, гексафторэтилена и поли(винилиденфторида). 7. The detector according to claim 1, characterized in that the element is made of polychlorotrifluoroethylene, polytetrafluoroethylene, copolymers of tetrafluoroethylene, hexafluoroethylene and poly (vinylidene fluoride).
8. Детектор по п. 1 , отличающийся тем, что элемент изготовлен из пористого материала, покрытого фторосодержащим соединением на основе фтористого натрия. 8. The detector according to claim 1, characterized in that the element is made of a porous material coated with a fluorine-containing compound based on sodium fluoride.
9. Детектор по п. 1 , отличающийся тем, что элемент изготовлен из пористого 5 материала, покрытого фторосодержащим соединением, на основе фтористого натрия и алифатических смол.  9. The detector according to claim 1, characterized in that the element is made of a porous 5 material coated with a fluorine-containing compound based on sodium fluoride and aliphatic resins.
10. Детектор по п. 1 , отличающийся тем, что элемент изготовлен из пористого материала, имеющего в своем составе включения или покрытого веществами олова фторид натрия монофторфосфат, калия фторид, ю аминофториды.  10. The detector according to claim 1, characterized in that the element is made of a porous material having in its composition inclusions or coated with tin substances sodium fluoride monofluorophosphate, potassium fluoride, and aminofluorides.
11. Детектор по п. 1 , отличающийся тем, что элемент изготовлен из материала, насыщенного фторосодержащим соединением перед формированием геометрии пластинки или прокладки, путем контакта с газообразным фтором при повышенной температуре с измельченным в порошок 11. The detector according to claim 1, characterized in that the element is made of a material saturated with a fluorine-containing compound before forming the geometry of the plate or gasket by contact with gaseous fluorine at an elevated temperature and ground into powder
15 фторполимером. 15 fluoropolymer.
12. Детектор по п. 1 , отличающийся тем, что элемент изготовлен из фторсодержащего полимера, состоящего из фторалифатической группы, такого как фторалкил- или фторалкиленовой группы, полученной из фторалифатического радикала, содержащего сульфинат.  12. The detector according to claim 1, characterized in that the element is made of a fluorine-containing polymer consisting of a fluoroaliphatic group, such as a fluoroalkyl or fluoroalkylene group, obtained from a fluoroaliphatic radical containing sulfinate.
20 13. Детектор по п. 1 , отличающийся тем, что элемент изготовлен из фторсодержащего полимера, включающий по меньшей мере одну одно-, двух- или трехвалентную фторалифатическую часть, полученную из сульфината, содержащего фторалифатический радикал.  20. 13. The detector according to claim 1, characterized in that the element is made of a fluorine-containing polymer, comprising at least one mono-, bivalent or trivalent fluoroaliphatic moiety derived from sulfinate containing a fluoroaliphatic radical.
14. Детектор по п. 13, отличающийся тем, что указанная 25 фторалифатическая часть выбрана из группы, состоящей из фторалкильных групп с формулой CnF2n+i , где п равно от 1 до 20, и фторалкильных групп с формулой CnF2n, где п равно от 1 до 20. 14. The detector according to claim 13, characterized in that said 25 fluoroaliphatic moiety is selected from the group consisting of fluoroalkyl groups with the formula C n F2n + i, where n is from 1 to 20, and fluoroalkyl groups with the formula C n F2n, where n is from 1 to 20.
15. Фотоионизационный детектор, содержащий источник вакуумного ультрафиолетового излучения, имеющий окно для вывода излучения в 15. A photoionization detector containing a source of vacuum ultraviolet radiation having a window for outputting radiation into
30 соединенную с ним ионизационную камеру, в которой установлены поляризующий и измерительный электроды, отличающийся тем, что на окно со стороны ионизационной камеры нанесен слой вещества, вступающего в фотохимические реакции с ультрафиолетовым излучением. 30 connected to it an ionization chamber in which are installed polarizing and measuring electrodes, characterized in that a layer of a substance entering into photochemical reactions with ultraviolet radiation is applied to the window from the side of the ionization chamber.
16. Детектор по п. 15, отличающийся тем, на стенке ионизационной камеры 5 размещена или выполнена в ней мембрана для ввода аназируемого газа в диффузионном режиме в полость этой камеры  16. The detector according to p. 15, characterized in that on the wall of the ionization chamber 5 a membrane is placed or made in it for introducing an anasable gas in a diffusion mode into the cavity of this chamber
17. Детектор по п. 15, отличающийся тем, что ионизационная камера имеет штуцер для ввода анализируемого газа, штуцер для вывода анализируемого газа и компрессор для прокачивания анализируемого газа через ионизационную ю камеру.  17. The detector according to claim 15, characterized in that the ionization chamber has a fitting for injecting the analyzed gas, a fitting for withdrawing the analyzed gas and a compressor for pumping the analyzed gas through the ionization chamber.
18. Детектор по п. 15, отличающийся тем, что слой изготовлен из веществ, содержащих хлор или фтор.  18. The detector according to claim 15, characterized in that the layer is made of substances containing chlorine or fluorine.
19. Детектор по п. 15, отличающийся тем, что слой изготовлен из фторопласта или из фторэластомера.  19. The detector according to claim 15, characterized in that the layer is made of fluoroplastic or fluoroelastomer.
15 20. Детектор по п. 15, отличающийся тем, что слой изготовлен из сополимеров винилиденфторида с другими этиленовоненасыщенными галогенированными мономерами, такими как гексафторпропилен.  15 20. The detector of claim 15, wherein the layer is made of copolymers of vinylidene fluoride with other ethylenically unsaturated halogenated monomers such as hexafluoropropylene.
21. Детектор по п. 15, отличающийся тем, что слой изготовлен из полихлортрифторэтилена, политетрафторэтилена, сополимеров 21. The detector according to claim 15, characterized in that the layer is made of polychlorotrifluoroethylene, polytetrafluoroethylene, copolymers
20 тетрафторэтилена, гексафторэтилена и поли(винилиденфторида). 20 tetrafluoroethylene, hexafluoroethylene and poly (vinylidene fluoride).
22. Детектор по п. 15, отличающийся тем, что слой изготовлен из материала, насыщенного фторосодержащим соединением перед формированием геометрии пластинки или прокладки, путем контакта с газообразным фтором при повышенной температуре с измельченным в порошок 5 фторполимером.  22. The detector according to claim 15, characterized in that the layer is made of a material saturated with a fluorine-containing compound before forming the geometry of the plate or gasket by contact with fluorine gas at an elevated temperature with fluoropolymer ground into powder 5.
23. Детектор по п. 15, отличающийся тем, что слой изготовлен из фторсодержащего полимера, состоящего из фторалифатическои группы, такого как фторалкил- или фторалкиленовой группы, полученной из фторалифатического радикала, содержащего сульфинат. 23. The detector according to claim 15, wherein the layer is made of a fluorine-containing polymer consisting of a fluoroaliphatic group, such as a fluoroalkyl or fluoroalkylene group, obtained from a fluoroaliphatic radical containing sulfinate.
24. Детектор по п. 15, отличающийся тем, что слой изготовлен из фторсодержащего полимера, включающий по меньшей мере одну одно-, двух- или трехвалентную фторалифатическую часть, полученную из сульфината, содержащего фторалифатический радикал. 24. The detector according to claim 15, characterized in that the layer is made of a fluorine-containing polymer comprising at least one mono-, di- or trivalent fluoroaliphatic moiety derived from a sulfinate containing a fluoroaliphatic radical.
5 25. Детектор по п. 24, отличающийся тем, что указанная фторалифатическая часть выбрана из группы, состоящей из фторалкильных групп с формулой CnF2n+i , где п равно от 1 до 20, и фторалкильных групп с формулой CnF2n, где п равно от 1 до 20. 5 25. The detector according to claim 24, wherein said fluoroaliphatic moiety is selected from the group consisting of fluoroalkyl groups with the formula CnF2n + i, where n is from 1 to 20, and fluoroalkyl groups with the formula C n F2n, where n is from 1 to 20.
зо zo
PCT/RU2016/000563 2016-08-22 2016-08-22 Photoionization detector (variants) WO2018038625A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2016/000563 WO2018038625A1 (en) 2016-08-22 2016-08-22 Photoionization detector (variants)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2016/000563 WO2018038625A1 (en) 2016-08-22 2016-08-22 Photoionization detector (variants)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018038625A1 true WO2018038625A1 (en) 2018-03-01

Family

ID=61245110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000563 WO2018038625A1 (en) 2016-08-22 2016-08-22 Photoionization detector (variants)

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018038625A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6313639B1 (en) * 1997-07-10 2001-11-06 Siemens Aktiengesellschaft Method and configuration for identifying short circuits in low-voltage networks
RU2414697C1 (en) * 2010-03-26 2011-03-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии" Method to detect and identify chemical compounds and device for its realisation
RU2526599C1 (en) * 2013-04-30 2014-08-27 Николай Александрович Пасмурнов Universal analyser for vapour-gas samples and liquids and substances on surface (versions)
EP2784499A1 (en) * 2013-03-27 2014-10-01 International Iberian Nanotechnology Laboratory Transmission window for a vacuum ultraviolet gas discharge lamp

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6313639B1 (en) * 1997-07-10 2001-11-06 Siemens Aktiengesellschaft Method and configuration for identifying short circuits in low-voltage networks
RU2414697C1 (en) * 2010-03-26 2011-03-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии" Method to detect and identify chemical compounds and device for its realisation
EP2784499A1 (en) * 2013-03-27 2014-10-01 International Iberian Nanotechnology Laboratory Transmission window for a vacuum ultraviolet gas discharge lamp
RU2526599C1 (en) * 2013-04-30 2014-08-27 Николай Александрович Пасмурнов Universal analyser for vapour-gas samples and liquids and substances on surface (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4936492B2 (en) Discharge ionization current detector
US20090039243A1 (en) Detection systems and dopants
ES2615535T3 (en) Procedure to generate ionized gaseous analytes positively and / or negatively for gas analysis
JP6606071B2 (en) In situ chemical transformation and ionization of inorganic perchlorate on the surface.
US7244931B2 (en) Ion mobility spectrometer with parallel running drift gas and ion carrier gas flows
Ross et al. Reverse flow continuous corona discharge ionisation applied to ion mobility spectrometry
RU2695655C2 (en) Chemical calibration method, system and device
Ewing et al. The kinetics of the decompositions of the proton bound dimers of 1, 4-dimethylpyridine and dimethyl methylphosphonate from atmospheric pressure ion mobility spectra
CN109243964B (en) Dielectric barrier discharge ion source, analysis instrument and ionization method
GB2428872A (en) Ion mobility spectrometer with parallel-running drift gas and ion carrier gas flow
JP6650940B2 (en) Process and system for facilitating chemical identification at a detector
WO2005024387A3 (en) Capillary-discharge based detector for chemical vapor monitoring
Schlottmann et al. High Kinetic Energy Ion Mobility Spectrometry (HiKE-IMS) at 40 mbar
WO2018038625A1 (en) Photoionization detector (variants)
Talviste et al. Experimental determination of first Townsend ionization coefficient in mixtures of He and N2
Schaefer et al. Influence of Sample Gas Humidity on Product Ion Formation in High Kinetic Energy Ion Mobility Spectrometry (HiKE-IMS)
RU2503083C1 (en) Differential ion mobility spectrometer
CN106257617B (en) Method and apparatus for identifying gases
Bocos-Bintintan et al. The response of a membrane inlet ion mobility spectrometer to chlorine and the effect of water contamination of the drying media on ion mobility spectrometric responses to chlorine
CN108614029B (en) High-sensitivity miniature photoionization sensor
Aints et al. Absorption of photo‐ionizing radiation of corona discharges in air
US10900928B2 (en) Gas sensor
CN112585718B (en) Detector with improved structure
CN220356987U (en) VOC on-line measuring terminal
KR102539118B1 (en) Photoionization Detector

Legal Events

Date Code Title Description
DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16914316

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 10/07/2019)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16914316

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1