Устройство для анализа газов и паров

Устройство для анализа газов и паров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических республик 637667 (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) ЗаЯвлЕно20.04.77 (21) 247gl.20/18 25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

2 (51)-М. Кл 01 Й 31/08

Гоеударстоениый комитет

6оввта Мнинетроа СЫР оо делам нэооретеннй н открытий (53) УДК 543.544 (088.8) (43) Опубликовано15.12.78еБюллетень ть 46 (45) Дата опубликования описания 18.12.78

Б. П. Охотников, В. А. Ротин, В. Н. Хохлов, B. E. Шепелев,и Е. Б. Шмидель (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно -конструкторский институт комплексной автоматизации нефтяной и, газовой промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО НЛЯ. АНАЛИЗА ГАЗОВ И ПАРОВ

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в качестве детектора хроматографа, дагтика анализатора в аналитическом приборостроении, Известно устройство, содержащее по- Б постной пироэлектрический датчик с коаксиально расположенным внутри него нагоеввтеньнмм энементом(1) . С номмнмо этого устройства измеряется количество тепла, передаваемое от нагревателя че- тО рез анализируемую среду в единицу времени.

Существенным недостатком описанного устройства является его относительно низкая. чувствительность и значи- 15 тельная инерционность.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее корпус с каналами для подвода и вывода анализируемой среды, пироэлектрик, установленный внутри кскрпуса, измерительный электрод, выполненный из каталитическн активного металла и размещенный на одной из плоскостей полярного среза пироэлектрика, 1 потенциальный электрод (21.

В основе работы данного устройства лежит аффект измерения количества тепла, выделяющегося при взаимодействии

Анализируемого вещества с материалом электрода датчика.

Недостатком данного устройства является относительно малая чувствительность и значительная инерционность.

Цель изобретения — повышение чувс ь вительности и уменьшение инерционности детектирования.

Это достигается тем, что в качестве одного из электродов пироэлектрического датчика использован слой полупроводникового материала, являкнцийся нагрузкой источника стабилизированного напряжения.

Этот электрод способен менять свое сопротивление при наличии анализируемого

637667 вещества в рабочем объеме камеры эа счет следующих факторов: изменение теплопроводности среды; выделение (или поглощение) тепла при химической реакции; % изменение прозрачности среды к электромагнитному излучению, способному как непосредственно изменять температуру датчика, так и изменять число свободных носителей полупроводникового слоя. t0

Физическое взаимодействие анализируемого вещества с полупроводниковым слоем, приводящее к изменению проводимости, И

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Пироэлектрик 1 с нанесенным на плоскость полярного среза измерительным электродом 2, выполненным иэ каталити- 26 чески активного металла и потенциальным электродом 3, выполненным из полупроводникового материала, располагается в корпусе 4. Зпектровыводы 5 изолированы от корпуса ячейки. Газ посту- 25 пает и выходит по каналам 6, Источник стабилизированного напряжения 7 подключен к электровыводам 8 и 9 потенциального электрода.

Устройство работает следующим обра- Ю эом.

При выбранных условиях работы датчика (температура, расход газа-носителя) на контакты 8 и 9 от источника стабилизированного напряжения подается необходимое питание, При этом от полупроводникового слоя к пироэлектрику подается количество теп» ла, связанное с сопротивлением слоя 3 зависимостью 4Q 1

Яъ—

Я

В то же время сопротивление полупроводника связано с концентрацией анализируемого вещества следующей зависимостью Я ив

С

Таким образомЯ 0 С, что выражает Е

2 линейную функшпо от концентрации.

При установившемся термодинамическом равновесии сигнал пироэлектрика, снимаемый с электровывода 5 (в режиме измерения зарядного така), равен нулю.

С попадением анализируемого вешест ва в рабочий объем детектора в зависимости от выбранного режима детектирования (изменение теплопроводности, тепла химической реакции, прозрачности и числа свободных носителей) изменяется сопротивление полупроводникового слоя, что, в свою очередь, приводит к изменению количества тепла, передаваемого от полупроводникового слоя к пироэлектрику, В результате этого на измерительном электроде 2 возникает электрический заряд, пропорциональный концентрации анализируемого вещества, и являющийся его количественной мерой. К тому же, при усилении изменения количества тепла, передаваем ого пироэлектрику полупроводниковым слоем (за счет дополнительного источника питания), постоянная времени измерения (анализа) уменьшается пропорционально коэффициенту усиления, чем и достигается уменьшение инерционности.

Формула изобретения

Устройство для анализа газов и паров, содержащее корпус с каналами для подвода и вывода анализируемой среды, пироэлектрик, установленный внутри корпу са, измерительный электрод, выполненный из каталитически активного металла и размещенный на одной из плоскостей полярного среза пироэлектрика, и потенциальный электрод, расположенный на противоположной измерительному электроду плоскости полярного среза пироэлектрика, о т л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения чувствительности и уменьшения инерционности детектирования, потенциальный электрод выполнен из полупроводникового материала и подключен к дополнительно введенному источнику стабилизированного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Шепелев В. E и др. "Заводская лаборатория И. 5, 1972, с. 535-537.

2, Жуховицкий А. А. и др. Заводская лаборатория, М 2, 1972, с. 131133.

637667

Составитель Э. Скорняков

Редактор И. Шубина Техред А, Алатырев Корректор Н. Золотовская

Заказ 7091/31 Тираж 1070 Подписное

UHHHflH Государслзенного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4