Ионизационный датчик Советский патент 1974 года по МПК G01N27/62 

Изобретение относится к приборам для анализа фосфорсодержащих веществ.

Известны термоионные датчики, состоящие из двух электродов (потенциального и измерительного), водородной горелки и насадки из солей щелочного металла. Насадка выполняется в виде прессованной таблетки или платиновой спирали, покрытой солями щелочного металла, или фарфоровой чашки, наполненной теми же солями.

Каждая из известных конструкций имеет недостатки.

Насадка, выполненная в виде прессованной таблетки, обычно устанавливается на сопле горелки. Технология изготовления таблетки достаточно сложна, причем таблетка быстро сгорает или покрывается окалиной, что ограничивает срок службы датчика.

Насадка, выполненная в виде спирали, покрытой солями щелочного металла, работает Б течение нескольких дней. Насадка, представляющая собой фарфоровую чашку, наполненную солями щелочного металла, хотя и работает около 1000 час, но после нескольких дней чувствительность датчика резко падает.

Кроме того, во всех известных конструкциях датчиков отмечаются утечки зарядов на корпус, что снижает их чувствительность и стабильность работы.

В предложенном датчике указанные недостатки устранены благодаря тому, что насадка выполнена в виде цилиндра из изоляционного материала, на внутреннюю поверхность которого нанесена соль щелочного металла.

На чертеже показан предложенный датчик.

Датчик содержит цилиндрическую изоляционную камеру 1, горелку 2, являющуюся потенциальным электродом, изолятор 3, измерительный электрод 4, выполненный в виде цилиндра, изолированного от камеры изолятором 5, насадку 6, представляющую собой цилиндр из изоляционного материала, на внутреннюю поверхность которого нанесена соль щелочного металла.

Такая конструкция исключает утечку зарядов на корпус камеры и обеспечивает таким образом полный сбор ионов на измерительном электроде. Так как образованные в насадке ионы экранируются от корпуса камерЕ самой насадкой, то они движутся только к измерительному электроду.

Работает датчик следующим образом.

Между соплом горелки 2, являющейся потенциальным электродом, и измерительным электродом 4 за счет ионизации в водородном пламени и приложенного напрял ения в присутствии насадки G из солей щелочных металлов образуется ионизационный ток. Величина ионизационного тока существенно завиеит от наличия в пламени фосфорарганических веществ и является его количественной мерой. Механизм чувствительности этого датчика до настоящего времени не объяснен.

На основании экснериментальных данных, полученных авторами нри исследовапии описанного датчика, можно сделать вывод, что чувствительная зона его находится вне пламени, и сигнал формируется на поверхности насадки или, но крайней мере, достаточно близко от нее. Поэтому оказалос возможным исключить утечки, сделав насадку в виде цилиндра из изоляционного материала (например, из кварца) с нанесенной на его внутреннюю поверхность солью щелочного металла, являющегося нродолжением измерительного электрода, причем измерительный электрод одновременно служит щтуцером для вывода

анализируемого газа и продуктов горения. Поэтому образованные в любом месте на внутренней поверхности насадки ионы перемещаются только к измерительному электроду за счет электрических сил и газового потока.

Предмет изобретения

Ионизационный датчик, содержащий потенциальный и измерительный электроды, водородную горелку и пасадку из солей щелочных металлов, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности и стабильности, насадка выполнена в виде цилиндра из изоляционного материала с нанесенной на внутренню поверхность солью щелочного металла, а измерительный электрод выполнен в виде полого цилиндра, внутри которого размещена насадка.