Способ определения состава газовой смеси Советский патент 1986 года по МПК G01N21/68 

Изобретение относится к эмиссионному спектральному анализу определения состава газовых смесей и может быть использовано для„определения состава различных газовых .сред, возбуждения свечения газов, контроля .чистоты атмосферы, в различных областях науки и техникиj работающих в области применения свечения газов.

Целью изобретения является уменьшение энергозатрат и снижение подводимого электрического напряжения для возбуждения свечения газов,

На фиг,1 показана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ ; на фиг, 2 - спектр свечения газовой снеси Не и N.

Для возбуждения свечения находящегося в резервуаре 1 газа 2, при помоц л ультразвуковой волны (УЗ) (стоячей или бегущей) пьезоэлектрический кристалл 3 помещен непосредственно в газовую среду 2. На пьезоэлектрический кристалл 3 нанесены металлические электроды 4 для воз-. буждения ультразвука в кристалле. К электродам 4 от генератора 5 прикладывается высокочастотное напряжение, обеспечивающее возбулсдение ультразвука в кристалле 3 с плотностью потока энергии акустической волны 2-5 Вт/см и выше. Свечение окружаемого кристалл газа анализируется спектральным прибором 6 и регистрируется регистрирующей системой 7,

Практическая реализация предлагаемого способа в условиях эксперимента осуществлялась следующим образом,

ha противоположные грани у одного из торцов пластинки пьезоэлектрического кристалла 3 (средние размер используемых пластинок 10-2-0,2 мм наносят электроды 4 (паста из смеси

In-Ga). Пластинки помещают непосредственно в газовую среду 2, находящуюся в резервуаре . К электродам 4 от генератора переменного тока 5

(максимальная мощность 2,5 Вт) прикладывают напряжение5 частота кото- , с целью оптимизации условий эозбуждения ультразвука, подбираетс U соответствие с механическим резонансом по толщине пластинки. Для конкретно использованных кристаллов пьезоэлектриков частоты возбуждения

215562 .

ультразвука находятся в пределах 3-15 МГц. Акустические волны Лэмба возбуждаются за счет собственного пьезоэффекта в кристаллах.При дости5 жении мощности ультразвуковых волн (УЗ) 2-5 Вт/см имеет место свечение слоистой системы пьезо- электрик - окружающий газ. Для достоверного наблюдения и регистра10 ции свечения окружающего кристгшл газа следует возбуждать ультразвук в пьезозлектрике мощностью 2-5 Вт/см (для различных кристаллов)или выше. При амплитудах ультразвука, соот15 ветствующих меньшим мощностям, возможно проявление в спектрах свечения слоистой системы широких полос акустолюминесценции пьезокристаллов. Необходимая мощность ультразвука до20 стигается установкой выходного напряжения генератора 5, например генератор типа ГЗ-41, от которого к образцу подводится напряжение несколько десятков вольт.

25

Сп1гктрс1льный состав излучения исследуется при помощи работающе1:о в режиме синхронного детектирования оптического прибора, В качестве моно- 30 хроматора 6 используется спектрограф ДФС/13, а фотоприемника ФЭУ-79, Регистрация осуществляется на диаграм- мной ленте самописца ЭПП-09.

35 Эксперименты проведены с использованием пьезоэлектрических пластинок, изготовленных из кристапличес- кого кварца, CjS, CdSe, LiNbOj, Bi GeOjg. Полученные результаты ка40 чественно совпадают для всех мауе- риалов пластинок. В частности, установлено наличие в исследуемом спектре излучения, связанного с Не, А г, N, ОН и некоторыми другими молеку лами. В качестве примера (фиг.2) приведен спектр свечения газовой смеси Не и N, где наблюдается линия Не на 389,5 нм, остальные линии принадлежат молекуле N. Для провер-.

50

ки полученных результатов в том же

резервуаре возбужден газовый разряд и исследовался спектр светящегося в разряде газа. Оказалось, что в спектре газового разряда присутству- 55 ет излучение, связанное с теми же молекулами, наличие которых в газе установлено предлагаемым способом.

Формула изобретения

Способ определения состава газовой смеси, включающий возбуждение свечения газов, регистрацию интенсивности и спектрального состава свечения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат и снижения подводимого электрического напряжения для возбуждения свечения, в исследуемую газовую среду помещают пьезоэлектрический кристалл, возбуждают в нем ультразвуковую волну интенсивностью более 2 Вт/см, вызывающую свечение исследуемого газа.

97(/г. 7

Изобретение относится к способу определения состава газовой сме- си эмиссионным спектральным анализом и позволяет уменьшить энергозатраты и снизить подводимое элек-: трическое напряжение для возбуждения свечения газа при помощи.ультразвуковой волны. В исследуемую газовую среду помещают пьезокристалл, возбуждают в нем ультразвуковую волну интенсивностью более 2 Вт/см , которая и вызывает свечение газа. 2 ил.

J8S

385

т

фцъ.2

ВНИИПИ Заказ J605/50 Тираж 778 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

здг

Лнм