СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ГАЗАХ Советский патент 1971 года по МПК G01N27/70 

Изобретение относится к газовому анализу Б химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известен способ определения примесей в газах с применением двухэлектродной цилиндрической ионизационной камеры, питаемой переменным напряжением.

Этот способ обеспечивает высокую чувствительность к некоторым газам. Однако его возможности используются неполностью.

Цель изобретения - дальнейшее повышение чувствительности и избирательности анализа.

Достигается она тем, что регистрируют постоянную составляющую ионизационного тока при отсутствии или наличии примесей в газе и по разности этих значений судят о количестве примесей.

Причиной возникновения разницы в токах является изменение величины или соотношения подвижностей положительных и отрицательных ионов при появлении примесей. Эта разница проявляется в ионизационных камерах с неоднородным электрическим полем и (или) с неоднородной ионизацией при питании их переменным напряжением.

Для реализации предлагаемого способа может быть использована, например, цилиндрическая коаксиальная камера, в которой газ ионизируется равномерно па всему объему. Ионизационный ток такой камеры содержит

при питании ее переменным напряжением как переменную, так и постоянную составляющие. В рассматриваемых ниже примерах измерялась постоянная составляющая ионизационного тока.

На фиг. 1 показан характер изменения постоянной составляющей ионизационного тока при частоте / const, от напряжения И; на фиг. 2 - характер изменения при L const, от частоты /; на фиг. 3-5 - кривые для чистого воздуха и азота и воздуха и азота с примесями.

При заданных размерах и геометрии камеры величины тока и положение максимума на кривой зависят от величины и соотношения подвижностей положительных и отрицательных ионов.

Появление примеси существенно изменяет величины или соотношение подвижностей отрицательных и положительных ионов, что изменяет вид приведенных на фиг. 1 и 2 зависимостей. Характер изменения зависимости связан с уменьшением или увеличением подвижности ионов того или другого знака.

Пример 1. На фиг. 3 приведены кривые, снятые для чистого воздуха (кривая 1) и воздуха, содержащего примерно 10 паров N02 (кривая 2). Кривая 3, построенная по кривым 1 н 2, представляет собой разницу между ионизационными токами камер при наличии или отсутствии паров NOg. Из фиг. 3 видно, что эта разница максимальна при напряжении порядка 55 в. При других напряжениях чувствительность к NOa уменьшается, причем при напряжениях, существенно отличающихся от 55 в, чувствительность может уменьшиться во много раз. Уменьшение тока в присутствии NO2 связано с уменьщением подвижности отрицательных ионов.

Пример 2. На фиг. 4 приведены аналогичные кривые для чистого азота и азота, с содержанием четыреххлористого углерода в концентрации мг/л. Здесь, как и в предыдущем примере, ток уменьшается в присутствии примеси в результате уменьшения подвижности отрицательных ионов. Кроме того, сдвигается максимум кривой. Эффект здесь выражен значительно ярче, чем в примере 1.

Пример 3. На фиг. 5 приведены кривые для чистого воздуха и воздуха, содержащего этилмолоновый эфир в концентрации мг/л. В данном случае, в отличие от примеров 1 и 2, ионизационный ток в присутствии

этилмолонового эфира увеличивается. Положение максимума сдвигается, как и в примере 2. Это объясняется уменьщением подвижности положительных ионов. Максимальная чувствительность наблюдается при 80 в.

Все приведенные зависимости получены на цилиндрической камере с внутренним диаметром стержня 3 мм. Ионизация газа осуществлялась равномерно по всему объему камеры р-излучением радиоактивного источника.

Предмет изобретения

Способ определения примесей в газах с возбуждением исследуемого газа в двухэлектродной ионизационной камере и регистрацией ионизационного тока, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности анализа, осуществляют регистрацию постоянной составляющей ионизационного тока при отсутствии или наличии примеси в газе и по разности этих значений судят о количестве примесей.

Напря кение, S Риа t

Напрлжение.ё РиеЗ

Vac/лота./ Pus. г

W W 50 80 too Напрл кение, S Фиг ч