Счетчик аэроионов
Иллюстрации
Реферат
Оп ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (11) 52950 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено06.09.74 (21) 2058224/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.09.76.Бюллетень № 35 (4б) Дата опубликования опнсания11.01.77 (51) М. Кл
Н01 J 39/26
Государственный комитет
Совета Миннстрав СССР по делам изобретений н атнрытнй (53) УДК 621.317. .318 (088.8) (72) Автор изобретения
Я. И. Салым (71) Заявитель
Тартуский государственный университет (54) СЧЕТЧИК АЭРОИОНОВ
Изобретение относится к геофизике и может быть применено в приборах для анализа газов, атмосферного воздуха, при из мерении таких характеристик, как концентрация положительных и отрицательных аэроионов.
Известны различные приборы для измерения концентрации аэроионов. Принцип их работы основан на направлении аэроионов на так называемый собирающий электрод в аспирационном конденсаторе и последующем измерении силы электрического тока через эгог электрод. Такие устройства работают при высоком (атмосферном) давлении исследуемого газа. B качестве наиболее 1а чувствигельного измерителя силы тока при меняюг электромегр с емкостным вибропреобразователем (так называемый динами ческии электрометр) .
Основным недостатком известного счет- 2О чика(1)является ограниченная чувствительносгь измерения, Максимальной чувствительностью (по минимальной концентрации) з у этого счетчика является 10 частиц в см при расходе воздуха 4,5 л/сек или в пере- 25
14 счете насилу тока 10 А. Следует добавить что проведение измерений при максимальной чувствительности связано с очень большими ошибками (ориентировочно 100 ), поэтому реальный нижний предел измерения находится ниже. Также необходимо значительное время (2-3 мин ) для измерения, Известен счетчик аэроионов типа САИТГУ-65М, содержащий измерительную камеру, источник напряжения и регистрирун щий прибор. Работа этого счетчика основана на том, что исследуемь.„воздух продуваегся через аспирационный конденсатор, на обкладки которого подается постоянное напряжение. Одна из обкладок соединена со входом электрометра.
Чувствительность счетчика аэроионов ограничивается как шумами электрических элементов электрометра, так и паразитными токами изоляторов конденсатора. Постоянное напряжение, подаваемое на конденсатор, должно быть очень хорошо стабилизировано.
11елью изобретения является повышение чувствительности счетчика по отношению к измеряемой концентрации аэроионов, 529507
Это достигается тем, что счетчик снабжен вакуумным насосом, присоединенным к измерительной камере с отверстием для ввода исслед„.емого газа, в которой последовательно за этим отверстием размещены электрод для ускорения ионов и детектор ионов, соединенные, соответственно, с источником напряжения и регистрирующим прибором.
На чертеже изображен предлагаемый счетчик.
Он содержит электропроводящую камеру
1 с присоединенным вакуумным насосом 2, небольшое отверстие 3 для ввода в камеру исследуемого газа, ускоряющий электрод 4, детектор ионов 5, присоединенный вне камеl5 ры к регистрирующему прибору 6, источник
7 постоянного напряжения, присоединенный одним полюсом к корпусу камеры 1, а дру гим — к ускоряющему электроду 4, и изолятор 8. Вакуумный насос имеет входное 9 и выходное 10 отверстия, Счетчик работает следующим образом.
В камере 1 с помощью насоса 2 создает ся постоянное пониженное давление, пример-Х но до 10 Торр. Сквозь небольшое отверстие N
3 постоянно протягивается через камеру исследуемый ram, содержащий обычно как электрически заряженные аэроионы, так и нейтральные части.
На электрод 4 от источника 7 подается ЗО
Ч постоянное напряжение порядка 10 В по отношению к камере 1, которая может быть заземлена. Полярность подаваемого напряжения зависит от того, какого знака аэроионы в данный момент регистрируются. Форма ЭЬ электрода 4 существенной роли не играет, она может быть, например, цилиндрической.
Если детектор ионов имеет металлическую оправу, то и это может служить в качестве ускоряющего электрода. Содержащиеся в исследуемом газе немногочисленные аэроионы под действием электрического поля, создаваемого электродом 4, ускоряются и направляются на детектор ионов 5, Нейтральные частицы (молекулы) находяшиеся в исследуемом газе, всасываются через отверстие 9 вакуумным насосом 2 и выходят сквозь выходное отверстие 10 наружу.
Детектором ионов 5 может служить 56 ионно-электронный умножитель в режиме счета импульсов или полупроводниковый детектор в таком же режиме. Последний обладает более простой конструкцией, прос в эксплуатации.
Ионы, попавшие на детектор ионов 5, вызывают электрические импульсы, которые регистрируются прибором 6, Упомянутые типы ионных детекторов обеспечивают всему устройству высокую чувствительность, -2о примерно, 10 А по току. Благодаря этому можнозначительносократитьрасход (минимальный не обх одимый объем) исследуемого газа и в то же время достичь высокой точности и скор ости измерения концентрации, которые невозможно достичь известными устройствами.
Во время работы полностью исключает ся действие паразитного тока изоляторов, при этом отпадает и необходимость в тщательной стабилизации постоянного напряжения, что имеет место при работе известных устройств. По сравнению с известными ус"гройствами значительно увеличивается скорость измерения. При перемене полярности измеряемых ионов отсутствуют поляризационные явления, характерные для известных счетчиков.
Формула изобретения
Счетчик аэроионов, содержащий измерительную камеру, источник напряжения и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю ш ийс я тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен вакуумным насосом, присоединенным к измерительной камере, внутри которой перед отверстием для ввода исследуемого газа последовательно размешены ускоряющий электрод и детектор ионов, соединенные, соответственно, с источником напряжения и регистрирующим прибором.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР №
126287, М Кл. Н01.Г 39/26 от 1970 г.
2. Таммет Х, Ф. "Аспирационный метод измерения спектра аэроионов"
Ученые записки Тартуского государст» венного университета, вып. 195, 1967 r., стр. 184 (прототип), 529507
Составитель Н. Пилюгин
Редактор Л. Народная Техред А. Демьянова Корректор Т. Чаброва
Заказ 5340/101 Тираж 963 Подпиное
БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4