Способ анализа примесей в газах Советский патент 1987 года по МПК H01J49/26 G01N27/62 

Изобретение относится к способам wj - - - С fs ci газового анализа и может быть не-t + . . t

пользовано для обнаружения и анализа микропримесей в газах.а условие (4) - вид

Цель изобретения - повышение точности анализа примесей в газах, t, (8) ходящихся в переменных электрических полях, за счет повьппения скорости причем дрейфа ионов. 0

Скорость дрейфа ионов пропорцио-Т t « , ,

нальна коэффициенту подвижности ис F F

напряженности электрического поля:г аис ° +

... ..с /,ч Подставляя условия (8) и (9) в Vd Kt, ) f5f-,

уравнение (7; можно получить

где К - коэффициент подвижности ио- -,(i, .-3,,, - 2f3).(10)

f - напряженность электрического „

Чтобы найти максимум значения Vd, поля.20ii

,,.,.,нужно продифференцировать и приравнять

Коэффициент К подвижности ионов v t чгг v vvV V

. „нулю уравнение (10):

является функцией от напряженности

электрического поля и может быть

представлен в виде ряда--- -fj 6f, -6 О,(11)

25

К К„ + К, + ..., (2)

Корнями этого квадратного уравне., ..ния являются величины

где Кд - коэффициент подвижности в

нулевом поле; (--) (12) К - коэффициент подвижности призо - квадратичном члене разложения, зависящий от индивиду-а отношение этих корней альных характеристик иона.

Если разделение производят в пере- +. о ч- JT ь 3 73 (13)

менном электрической поле, то усред-,. 3 - - - , i

J5 ненная по периоду скорость дрейфаТаким образом, согласно предлагаеионовмому способу, заключающемуся в иониj г К fзации исследуемого газа, разделении

Vd - J f (t)dt+ j 5(t)dt,(3) образовавшихся ионов в электрическом t+Tt4T 40 поле, отборе и регистрации ионов при

воздействии на них переменным периоПричем если переменное электричес- дическим несимметричным по полярности кое поле периодическое, т.е.электрическим полем, отношение амплиtтуд образующего поля выбирают равI j f(t)dt О, (4) 45 ным 3,73.

На фиг.1 представлена форма напряно несимметричное по полярности: женности электрического поля, соответствующая номинальному соотношению If г50 амплитуд

Ц fMt)dt о, (5)

ТО усредненная скорость дрейфас - J J

t

|ж г

Т J где - амплитуды напряженностей

поля положительной и отЕсли поле прямоугольной формы, торицательной полярностей

уравнение (6) имеет видсоответственно;

t, t - длительности положительного и отрицательного импульсов соответственно; Т - период следования импульсов;

макс сумма напряженностей положительного и отрицательного импульсов.

На фиг.2 представлены для сравне- НИН спектры смеси ионов 0 и N с соотношением амплитуд напряженностей, образую1цих поле:

2 (а); 3,73 (б); 5 (в).

Из.фиг.2 видно, что критерий разрешения, выраженный стандартной формулой

5, - г

R

bf,+л

(14)

,. г

напряженности компенсирующего поля для пары разделяемых ионов в воздухе;

&,, ufj - ширина пиков этих ионов на полувысоте.

ю ,

15

20

25

30

имеет максимальное значение при соотношении амплитуд напряженностей,образующих поле, равном -3,73,

На фиг.З представлен экспериментальный график зависимости критерия разрешения для двух сортов ионов в зависимости от отношения амплитуд напряженностей, образующих поле. Из графика видно, что оптимальное значение отношения .-3,73.

Использование предлагаемого способа анализа примесей в газе позволяет повысить разрешающую способность по сравнению с известным более чем на 30% при одновременном повышении чувствительности вследствие роста отношения сигнал/помеха. Формула изобретения

Способ анализа примесей в газах по авт.св. 966583, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа за счет повышения скорости дрейфа ионов, отношение амплитуд напряженности противоположного направления переменного периодического несимметричного по полярности электрического поля противоположного направления для случая прямоугольного во времени распределения равно 3,73.

gjue.l

Д- .в

r.r-f ав

ffffHfrriffi/fyfCaffe fojrf.f

. №,3-вЛ ,.

trrai ftfi

/Уя V

/(eMf rticufiffruffe гюле, е

Ля У-У.в ..

if, -77Т1ГЗГ

/tOftrtfHfufyMuiff /тяг, е Фиг

Изобретение служит для повышения точности анализа примесей в газах. Б процессе анализа происходит ионизация исследуемого газа, разделение образовавшихся ионов в электрическом поле, отбор и регистрация ионов при воздействии на них переменным периодическим несимметричным по полярности электрическим полем. При этом отношение амплитуд для случая прямоугольного во времени распределения равно 3.73. Использование способа повышает разрешающую способность более чем на 30% при одновременном по- вьппении чувствительности вследствие роста отношения сигнал/помеха.3 ил. со 00 00

г 3.739вП

Oiftfffwftfi/t MOHftMrntHMfcitfu, ФмкЗ

Редактор А.Огар

Составитель А.Нестерович

Техред В.КадарКорректор С.Черни

Заказ 4135/49 Тираж 697Подписное

ВНИИПИ Государственного KOh&iTeTa СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,