Способ определения состава газа Советский патент 1979 года по МПК G01N27/68 

промежутка, позволяющих получить коронный разряд. Цель предлагаемого изобретения повышение чувствительности и точности определения состава газа. Для этого на электроды подают нарастающее напряжение, снижающееся в момент пробоя до погасания разряда, затем увеличивают скорость нарастания напряжения и измеряют ток в момент возьшкновения в приборе непрерывного разряда. Сущность способа состоит в том, что на электроды прибор(;,заполненного газом, подают плавно нарастающее напряжение, например, по линейному закон Следует отметить, что закон нарастания не играет. Важно только, чтобы на растание было плавным, а не ступенчатым. При достижении на электродах напряжется пробоя через газовый промежуток прибора проходит импульс тока и напряжение источника снижается до напряжени погаса1шя разряда. После этого увеличивают скорорть нарастания напряжения на электродах прибора. При этом увеличива ется частота следования импульсов тока .через прибор и, соответственно,средняя сила тока в цепи. При определенной силе тока разряд из импуга сного переходит в нецрерывный IB момент перехода фиксируют силу тока и по ее величине судят о составе газа. Здесь возможно сравнегше с газом-эталоном иди использование калибровочной кривой. На фиг. 1 изображен один из вариантов схемы устройства, реализующего сп соб; на фиг. 2 приведена зависимость тока в момент возникновения непрерывного разряда от содержания кислорода. В качестве источника нарастакшдего i напряжения, в этом конкретном случае, используют источник 1 постоянного напряжения, с последовательно присоединенным к нему сопротивлением 2 и емкостью 3. Газонаполненный прибор 4 по ключен параллельно емкости. Наличие или отсутствие импульсов разрядного т ка в приборе с газом фиксируют с помощью электронного осциллографа 5, подключенного через разделительную ем кость 6. Увеличение скорости нарастани напряжения осуществляют постепенным повышением напряжения источника 1. Например,В качестве такого источника используют генератор линейно-нарастаюuiero напряжения. Частота генератора много меньше ( /v па 2 порядка) частоты следования импульсов тока через газонаполненньТй прибор. Силу тока регистрируют измерительным прибором 7. При включении схемы напряжение на электродах прибора нарастает до определенной величины, при которой происходит пробой межэлектродного промежутка, после чего оно снижается до напряжения погасания разряда. Разряд гаснет и начинается рекомбинационный распад плазмы. Однов.оемённо с деионизацией газа напряжение на электродах прибора начинает возрастать Как только оно станет равным напряжению зажигания разряда, снова произойдет пробой, в результате чего напряжение на электродах снизится до погасания разряда. При увеличении скорости нарастания напряжения растет частота следования импульсов разрядного тока через двух- электродный газонаполненный прибор. При определенной частоте следования этих импульсов время деионизации становится сравнимым с периодом повторения импульсов. В этот момент разряд в приборе переходит из импульсного в .непрерывный, и разряд. Ток в момент возникновения в приборе непрерывного разряда характеризует состав газа. В инертном газе при наличии примесей электроотрицательных газов возрастает скорость деионизацяонных процессов и разряд переходит из импульсного в непрерывный тлеющий при большем значении тока. На фиг. 2 приведена зависимость тока в момент возникновения непрерывного разряда от содержания кислорода в аргоне. Данные получены в двухэлектродном приборе с плоско-параллельными электродами из нержавеющей стали, имеющими профиль Роговского, при расстоянии между электродами 1 см и давлении аргона 6 мм рт.ст. ЧyвcтвИteльнocть предлагаемого способа составляет не хуже 0,001%. Точность определения состава газа, определяемая точностью регистрирующих средств и нестабильностью результатов при повторных измерениях, составляет не хуже + 1О%. Предлагаемый способ может быть с высокой эффективностью применен для определения состава газа как в специальном детекторе газа, так и в готовых приbopax, например, в газовых лазерах, ис точниках высокоинтенсивного света, газонаполненных кварцевых резонаторах. Он применим для любой конфигурации элект роцов и разрядного промежутка. Ток в момент перехода импульсного разряда в непрерывный сравнивают с аналогичным током в приборе, заполненном газом-эталоном. Точно также, приняв за эталон сам газонаполненный прибор, можно слецить за изменением состава наполняющего газа во время хранения или эксплуатации. Предлагаемый способ может быть, примененпля анализа газа и в многоэлектрод- ных приборах. В этом случае прибор вклк чают в схему как двухэлектродный. Предлагаемый способ легко осуществим в производственных и лабораторных условиях, а сравнительная простота и 546 небольшая стоимость измерительной аппаратуры позволят применять его во всех случаях, когда необходимо контролировать состав газа. Формула изобретения Способ определения состава газа в газонаполненном приборе, заключаницийся в том, что на электроды этого прибора подают напряжение и измеряют ток разряда, по которому судят о составе газа, отличающв-йся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности определения, на электроды подают нарастающее напряжение, снижающееся в момент пробоя цо погасания разряда, увеличивают- напряжение до возникновения в приборе непрерывного разряда и в этот момент измер ают ток разряда. нь