ДЕТЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ПО ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ Советский патент 1973 года по МПК G01N30/66 G01N27/14 

1

Изобретение от асится к детектирующим устройствам, применяемым в газовой хроматографии.

Известное детектирующее устройство по теплолроводности содержит два или четыре чувствительных элемента (филамеита), установленных в рабочих и сравнительных камерах, по которым Протекает газ-носитель, и в ключонны:Х с четырехплечий эле-ктряческий мост. Одна диагональ моста ладключена к нсточннку стабилизированного тока, а с другой диагоналн снимается полезный сН:Гнал, пода1ваемый на регпстри-руюндпй прибор.

Иедостатком известного устройства является невысокая чувствительность. Так нанример для четырехплечего детектора, в котором два чувствительных элемента включены в противоположные плечи электрпческого моста и установлены в рабочей камере (рабочих камерах), а два сравнительных элемента так же включены в противоположные п.чечн моста и установлены в сравнительно камере, при питании одной диагонали моста стабилизированным током его выходное напряжение, регнстрнруемое -вторичным прибором, равно:

( + А/)-/,/ /эЛ/,(1)

гце /о - ток, ирогскаюнии но чур.ствительноMv элс лснту;

R - сопротивление чувст вительного элемента,

&.R - приращение сопротивления элемента при изменении тепло-проводности омывающего его газа.

Из этого выражения следует, что несмотря на наличие в детекторе двух рабоч.их элементов, его выходное напрял :ение лропорционально лишь одному , тогда как приращение в обонх рабочих филаментах равчю 2 Д/, т. е. реальная чувствительность такого детектора в два раза ниже максимально возможной. В случае применения двухялечего детектора этого типа (один ра-бочий и один сравнительный элемент) его чувствительность также ниже максимально возможной в два раза.

Целью изобретения является повышение чувствительности детектирующего устройст1ва по теплопроводности до ее теоретического значения.

Отлнчительиая особенность пре дложенного устройства, заключается в том, что рабоч1ИЙ чувствительный элемент детектора (или рабочие чувствительные элементы, соединенные последовательно, если их несколько) лодхлючен (подключены) непосредственно к источнику питания - стабилизатору тока, а сравнительный чувствительный элемент (ил.и сра1ВНительные элементы) подключен (подключены) к другому источнику питания - стабилизатору тока. Полезный сипнал, подаваемый на вторичный прибор, снимается с двух любых однополЯ|рных /клемм источни-ков питания, а две другие клеммы соединены между со:бой. На фиг. 1 показана принципиальная схема детектирующего устройства по теплонроводности с Д1вумя чувствительными элементами (двухплечий детектор); на фиг. 2 - то с четырьмя чувствительными элементами (четырех1плечий детектор). Чувствительные элементы /, расположенные в рабочей камере 2, подключены к источнику ста билизированного тока 3. Чувствительные элементы 4, установленные в сравнительной камере 5, подключены к источнику стабилизированного тока 6. Однополярные клеммы 7, 8 источников тока 3, 6 соединены между собой. а клеммы 9, 10 подключены ко вторичному прибору //. Детектирующее устройство но тенлопроводности работает следующим образом. По чувствительным эле.ментам 1 и 4, установленным в рабочей 2 и сравнительной 5 камерах, протекают томи, создаваемые источниками стабилнзированного тока 3 и 6. При равенстве токов в цени чувствительных элементов 1 и 4 и равенст1ве их сопротивлений падения налряжений на чувствительных элементах 1 и 4 будут также равны, поэтому между клеммами 9 и 10 разности потенциалов не возникиет. При изменении теплопроводности газа, протекающего по рабочей камере 2, изменится сопротивление чувствительных элементов Да поскольку они питаются от источ1ника стабилизированного тока 3, изменится падение напряжения на них. В этом случае возникает разность потенциалов между клеммами 9 и 10, которая зарегистрируется вторичным прибором 11. Величина этой разности напряжения четырех1плечбго детектора равна: и : 2()/ 2/ : / 2Д/ (2) Из выражения (2) следует, что выходной сигнал предложенного устройства детектировавия iHo таплопровадности, состоящего из двух рабочих и двух сравнительных чувствительных элементов, пропорционален , т. е. в два раза превышает сигнал известного устройства (см. формулу 1). Такнм образом, чувствительность детектирующего устройства по1вышает1ся в два раза. Другим .преимуществом описанного устройСБва является возможность исключения всех дополнительных балластных и балянсировоч.ных резисторов, так как чувствительные элементы непосредственно подключаются к источнику тока. Балансировка же устройства, необходимая из-за неравенства сопротивлений чувствительных элементов, может осуществляться путем не большого изменения тока одного из источников питания, что обусловит равенство нанряжений на рабочих и оравннтельных чувствительных элементах. Повышение же стоимости устройства за счет второго источника иитання вполне онравдано значительным повышением его чувствительности. При испытаниях описанного устройства в качестве детектора был ионользован двухллечий катарометр, включенный по известной мостовой схеме, на водороде в качестве газаносителя. По Н-бутану он показал чувствительность 520 мв-мл1 мг нри токе через каждый флламент 60 ма. Когда чувствительные элементы были подключены к двум стабилизаторам тока (ио схеме на фиг. 1), чувствительность детектора при прочих равных условиях оказалась равной 1050 мв-мл/мг. Предмет изобретения Детектирующее устройство по теплопроводности, содержащее корпус, рабочую и сравнительную камеры с размещенными в них чувствительным И элементами, источник стабилизированного тока и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствнтельности устройства, оно снабжено вторым истоЧником стабилизированного тока, чувствитель ьп1 элемент, расположенный в рабочей камере, подключен к одному источнику стабилизированного тока, чувствительный элемент, расположенный в срав нительной камере, подключен ,к другому источнику стабилизированного тока, причем источники стабилизированного тока соединены между собой последовательно, BiCTpe4Ho и подключены ко входу регистратора.

.