Устройство для измерения электрических сигналов хроматографических детекторов

Устройство для измерения электрических сигналов хроматографических детекторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Респубпик

«ii697923 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 250578 (21) 2б20144/23-25 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

{51)М. Кл.

С 01 И 31/ОЯ

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 1 531.79. Бюллетень Мо 4?

Дата опубликования описания 16,1 1.79 (53) УДК 543. 544. (088. 8) Е,Б. Шмидель, В.Е. Шепелев, О,P. Раривкер и Ю.Л. Шефтелевич (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СИГНАЛОВ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИХ ДЕТЕКТОРОВ азоЕ о

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к газовой хроматографии, и может быть использовано в хроматографических приборах .

Известно устройство. для измерен и я э лек три чес к их с иг н алов хромато графических детекторов, содержащее иони зационно-резон ансный детектор, источник питания к нему, усилитель сигнала детектора и нагрузочное сопротивление (1).

Существенным недостатком известного устройства является тот факт, что для компенсации начального тока 15 детектора, образующегося за счет ионизации газа-носителя, используется источник компенсации, нестабильн. ность которого приводит к необходимости загрубления шкалы усилителя.

Известно также устройство, содержащее детектор, источник питания и измеритель разбаланса моста, образованного чувствительными элементами катарометра (2) .

Недостатками этого устройства являются относительно низкая чувствительность, необходимость использования значительного количества дополнительных элементов, компенсирующих начальный разбаланс моста, трудности усиления сигнала детектора, Ближайшим техническим решением к предлагаемому "изобретению является устройство для измерения сигналов хроматографических детекторов, содержащее последовательно соединенные источник питания, детектор, усилитель с нагрузочным сопротивлением (3)..

Однако в этом устройстве для компенсации начального сигнала детектора, образующегося за счет ионизации газа-носителя, в усилителе предусмотрен источник компенсации. Рричем, как показывают расчеты и экспериментальные данные, чаше всего чувствительность такой системы ограничена стабильностью источника компенсации начального тока.

Действительно, при выборе оптимального начального тока детектора поперечных сечений ионизации на уровне Эо — — 10я A в соответствии с уравнением Оннельта флюктуацки начального тока составляют где Я вЂ” коэффициент размножс ни я, равный 50, 697923 е — заряд электрона, равный

1,6 10 К, Х- постоянная времени, равная а1 с, т.е.

ЬЗ=

-9 О 3

Таким образом, соотношение

4 Π— = Ц.1О о

Полученный результат показывает, какой величины должен быть коэффициент стабилизации источника компенса- 10 ции начального тока. Создание такого источника связано со значительными трудностями, а иногда просто нереализуемо. Поэтому на практике часто используют истоЧник компенсации с )5 коэффициентом стабилизации на уровне 10, что приводит к загрублению чувствительности детектирования.

Целью изобретения является повышение точности и надежности измерения.2О

Цель достигается за счет того, что в предлагаемое устройство введен пироэлектрик, подключенный в цепь усилителя параллельно нагрузочному сопротивлению, а детектоР подключен к дополнительному сопротивлению, охватывающему. боковую поверхность пироэлектрика, при этом дополнительное сопротивление находится в тепловом контакте с пироэлектриком.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, где 1 — источник питания, 2 — детектор, 3 — нагрузочное сопротивление, 4 — дополнительное сопротивление, являющееся нагрузкой детектора, 5 — усилитель тока, 6 — пиЗ5 роэлектрик.

Устройство работает следующим обр азом.

За счет ионизация газа-носителя через дополнительное сопротивление 40

4 проходит начальный ток, нагревающий пироэлектрик до какой-то постоянной температуры, зависящей от величины тока, В связи с тем, что при постоянной темпеРатуРе на электродах 45 пироэлектрика б не возникает заряд, сигнал на входе усилителя равен нулю.

При попадании в детектор анализируемого вещества изменяется его ионизационный ток, что приводит к измейению температуры пироэлектрика (ско рость изменения температуры не равна нулю)у в результате чего на электродах пироэлектриков возникает заряд, пропорциональный концентрации анализируемого вещества. Образованный заряд измеряется усилителем 5.

Таким образом, начальный ток детектора не попадает на вход усилителя, а попадает только полезный сигнал.

Необходимо отметить, что такое устройство имеет еще дополнительное преимущество, обусловленное тем, что электрическая цепь детектора гальванически не связана с входной цепью усилителя. Это позволяет испольэовать стандартный измеритель тока для усиления сигнала практически с любого детектора.

В частности, при измерении сигнала катарометра с помощью предлагаемого устройства, наблюдалось повышение чувствительности более чем на порядок. Это позволяет применять обычные катарометры таких хроматографов, как Цвет-100, ЛХИ, для анализа предельно допустимых концентраций ряда токсичных примесей в воздухе . . Решение задач анализа примесей в воздухе на базе таких широко распространенных детекторов, как катарометр, детектор по теплоте каталитической реакции, плотномер, детектор потерянных сечений ионизации,будет способствовать решению комплексной проблемы по охи>ане окружающей среды.

Формула и з обре т ени я

Устройство для измерения электрических сигналов хроматографических детекторов, содержащее последбватепьно соединенные источник питания детектор, усилитель с нагрузочным сопротивлением о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности - и надежности .измерений, в него введен пирозлектрик, подключенный в цепь усиления параллельно нагрузочному сопротивлению, а детектор подключен к дополнительному сопротивлению, охватывающему боковую поверхность пироэлектрика, при этом дополнительное сопротивление находится в тепловом контакте с пироэлектриком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 409552, кл. G 01 N 27/62, 1972.

2. Тхоржевский В.П., Автоматический анализ химического состава газов, И., 1969, с.,52-53.

3. Журнал Изотопы СССР, М 20, с. 25-26, 1970 (прототип).

6 97923

Составитель Н. Погонин Редактор И. Шубина Техред 3 ..Фанта Корректор M°.

Заказ 6920/32 Тираж 1073 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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