Способ измерения электропроводности слабо ионизованного газа или жидкости и устройство для его осуществления

Способ измерения электропроводности слабо ионизованного газа или жидкости и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(111 Уз l 366

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.03.78 (21) 2587997/18-25 с присоединением заявки № (51) М.K.. б 01N 27/02

СССР ло делам изобретений н открытий,43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень ¹ 16

145) Дата опубликования описания 30.04.80 (53) УДК 621.317:543. .25.08 (088.8) (72) Автор изобретения

Ю. И. Гохфельд (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ

СЛАБО ИОНИЗОВАННОГО ГАЗА ИЛИ ЖИДКОСТИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области анали= тического приборостроения, служит для измерения электропроводности слабо ионизованного газа или жидкости с высоким удельным сопротивлением и может быть использовано, например, в газоанализаторах с ионизационными камерами.

Известен способ измерения электропроводности сильно ионизованного газа (плазмы) по величине концентрации заряженных частиц, определяемой из исследований поглощения электромагнитного излучения в

СВЧ-диапазоне волн (1).

Недостатком этого способа является то, что его чувствительность недостаточна для измерения электропроводности слабо ионизованного газа.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ из мерения электропроводности слабо ионизованного газа или жидкости путем подачи на электроды, размещенные в слабо ионызованном газе или жидкости, импульса напряжения, накопления заряда и измерения тока и разности напряжений на электродах.

Способ осуществляют устройством, содержащим нагрузку в виде введенных в ионизованный газ илц жидкость токовых электродов, подключенный к ней последовательно накопительный конденсатор, источник прямоугольных импульсов напряжения и измерительный блок 12).

Недостатком этого технического решения является то, что ввиду малости измеряемого тока необходимо использовать сложную электрометрическую аппаратуру. Эта аппаратура подвержена влиянию внешних электрических и магнитных полей, что усложня10 ет процесс измерения и снижает его точность. Чувствительность электрометров, пригодных для использования в промышленных приборах, щ.достаточна для измерения величины электропроводности менее

15 10 з Ом см — .

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерения электропроводности слабо ионизованного газа или жидкости, а также упрощение измеритель20 ной аппаратуры.

Поставленная цель достигается тем, что на фиксированном расстоянии от электродов внутри зазора накапливают ионы одного знака, суммарный заряд которых и из25 меряют.

Такой способ осуществляется устройством, отличия которого состоят в том, что электроды покрыты слоями диэлектрика и включены в измерительный блок в качестве

30 обкладок накопительного конденсатора, 731366

Составитель В. Екаев

Редактор Н. Коляда

Техред А. Камышникова

Корректор Е Ласточкина

Типография, пр. Сапунова, 2

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого спосооа.

В камеру 1, заполненную слабо понизованной средой, в которой измеряется ионный ток, через проходные изоляторы введены являющиеся нагрузкой электроды 2.

Онн покрьпы слоями диэлектрика 8 и включены в качестве обкладок накопительного кондш1сатора в мостов По схему, содержащую резисторы 4 и подстроечный конденсатор 5. Питание подводится в форме прямоугольных импульсов напряжения от генератора 6. Электронно-измерительный блок, включенный в диагональ моста, состоит из широкополосного усилителя 7 и интегратора 8. Плечи моста являются днфференцирующими RC-цепочками. Поэтому в случае его дисбаланса в диагонали моста при включении прямоугольного импульса напряжения наблюдается отличный от нуля импульс зарядки. Поскольку этот импульс не связан с протеканием ионного тока, его величину перед измерением послед- него уменьшают до нуля путем изменения емкости конденсатора 5. 3а время действия прямоугольного импульса напряжения заряд на электродах 2 постепенно возрастает. Это происходит за счет поляризации ионов разного знака при протекании пон- 30 ного тока в зазоре между слоями 3. В это же время заряд на конденсаторе 5 остается постоянным. Поэтому прн выключении прямоугольного импульса напряжения токи в обоих плечах моста оказываются различ- 35 ными. Результирующий импульс напряжения, возникающий вследствие этого в диагонали моста, пропорционален ионному току. Для удобства дальнейшего использования он усиливается по амплитуде в усп- 40 лителе 7 и с целью повышения точности измерений интегрируется в интеграторе 8.

Точность измерений с помощью устройства зависит от соотношения между определяемым током и током утечки слоев 3. Если 45 последние выполнены, например, из слюды, то ток утечки по крайней мере на порядка

4 меньше, чем любоъ реально измеряемый ионный ток в газах. При необходимости использовать другие диэлектрические мате- 50 риалы для покрытия электродов 2 необходимо учесть, что ток утечки должен быть по крайней мере в 10 раз меньше минимально измеряемого ионного тока.

Таким образом, техническое решение, предусматривающее накапливание на фиксированном расстоянии от электродов (т. е. на поверхности диэлектрического покрытия внутри зазора) ионов одного знака с последующим измерением их суммарного заряда позволяет проводить измерение электропроводности с высокой чувствительностью, что дает возможность более широкого внедрения этого метода в технику измерений, например для построения селективных газоанализаторов.

Формула изобретения

1. Способ измерения электропроводности слабо ионизованного газа или жидкости путем подачи на электроды, размещенные в этом газе или жидкости, импульса напряжения, накопления заряда и измерения тока и разности напряжений на электродах, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, а также упрощения используемой аппаратуры, на фиксированном расстоянии от электродов внутри зазора накапливают ионы одного знака, и измеряют их суммарный заряд.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее нагрузку в виде введенных в ионизованный газ пли жидкость токовых электродов, подключенный к ней последовательно накопительный конденсатор, источник прямоугольных импульсов напряжения и измерительный блок, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствительности по току, электроды покрыты слоями диэлектрика и включены в измерительный блок в качестве обкладок накопительного конденсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Русанов В. Д. «Современные методы исследования плазмы», Госатомиздат, 1962, с. 41.

2. Александров В. С., Прянишников В.А.

«Приооры для измерения малых напряжений и токов», «Энергия», 1971, с. 53 (прототип).

Заказ 538/5 Изд. № 270

Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета

СССР по делам изобретений и открытий

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