Устройство для измерения электрических сигналов хроматографических детекторов Советский патент 1979 года по МПК G01N31/08 

Изобретение относится к области аналитической химии, S частности к газовой хроматографии, и может быть использовано в хроматографических приборах. Известно устройство - для измереиия электрических сигналов хроматог рафических детекторов, содержащее ионизационно-резонансный детектор, источник питания к нему, усилитель сигнала детектора и нагрузочное соп тивление 1 . Существенным недостатком известного устройства является тот факт, что для компенсации начального тока детектора, образующегося за счет ионизации газа-носителя, использует ся источник компенсации, нестабильность которого приводит к необходим ти загрубления .ггы усилителя. Известно также устройство, содер жащее детектор, источник питания и измеритель разбаланса моста, образо ванного тувствительными элементами катарометра 2J. Недостатками этого устройства яв ляются относительно низкая чувствительность, необходимость использования значительного количества дополнительных элементов, компенсирую щих начальный разбаланс моста, трудности усиления сигнала детектора. Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для измерения сигналов хроматографических детекторов, содержащее последовательно-соединенные источник питания, детектор, усилитель с нагрузочным сопротивлением 3.. Однако в этом устройстве для компенсации начального сигнала детектора, образующегося за счет ионизации газа-носителя, в усилителе предусмотрен источник компенсации. Причем, как показывают расчеты и экспериментальные данные, чаще всего чувствительность такой системы ограничена стабильностью источника компенсации начального тока. Действительно, при выборе оптимального начального тока детектора поперечных сечений ионизации на уровне Jo А в соответствии с уравнением Оннельта флюктуации начального тока составляют где Q - коэффициент размножения, равный 50, е - заряд электрона, равный 1,6-10- К, Т- постоянная времени, равная лЗ-- /5о-1о-.1,б-1о- --q.. Таким образом, соотношение --Ч-ю Полученный результат показывает, какой величины должен быть коэффициент стабилизации источника кслтенсации начального тока. Создание такого источника связано со значительными трудностями, а иногда просто нере ализуемо. Поэтому на практике часто используют источник компенсации с коэффициентом стабилизации на уровне , что приводит к загрублению чувствительности детектирования. Целью изобретения является повышение точности и надежности измерени Цель достигается за счет того, чт в предлагаемое устройство введен пироэлектрик, подключенный в цепь усилителя параллельно нагрузочному сопр тивлению, а детектор подключен к дополнительному сопротивлению, охватывающему боковую поверхность пироэлек рика, при этом дополнительное сопротивление находится в тепловом контак те с пироэлектриком. На чертеже изображеио предлагаемое устройство, где 1 - источник пит ния, 2 - детектор, 3 - нагрузочное сопротивление, 4 - дополнительное сопротивление, являющееся нагрузкой детектора, 5 - усилитель тока, 6 - п роэлектрик, Устройство работает следующим образом. За счет ионизации газа-носителя через дополнительное сопротивление 4 проходит начальный ток, нагревающий пироэлектрик до какой-то постоянной температуры, зависящей от вели чины тока. В связи с тем, что при постоянной температуре на электродах пироэлектрика б не возникает эаряд, сигнал на входе усилителя равен нулю При попадании в детектор анализируемого вёщества изменяется его ионизационный, ток, что приводит к измейению температуры пироэлектрика (скорость изменения темтературы не равна нулю)/ в результате чего на электродах пироэлектриков возникает заряд пропорциональный концентрации анализируе1«ого вещества. Образованный заряд измеряется усилителен 5. Таким образом, начальный ток детектора не попадает на вход усилителя, а попадает только полезный сигнал. Необходимо отметить, что такое устройство имеет еще дополнительное преимущество, обусловленное тем, что электрическая цепь детектора гальванически не связана с входной цепью усилителя. Это позволяет использовать стандартный измеритель тока для усиления сигнала практически с любого детектора. В частности, при измерении сигнапа катарометра с помощью предлагаемого устройства, наблюдалось повышение чувствительности более чем на порядок. Это позволяет применять обычные катарометры таких хроматографов, как Цвет-100 , ЛХМ, для анализа предельно допустимых концентраций ряда токсичных примесей в воздухе. Решение задач анализа примесей в воздухе на базе таких широко распространенных детекторов, как катарометр, детектор по теплоте каталитической реакции, плотномер, детектор потерянных сечений ионизации,будет способствовать решению комплексной проблемы по охране окружающей среды. Формула изобретения Устройство для измерения электрических сигналов хроматографических детекторов, содержащее последбватепьно соединенные источник питания детектор, усилитель с нагрузочным сопротивлением,о тли чающееся тем, что, с целью повышения точности- и надежности измерений, в него введен пироэлектрик, подключенный в цепь усиления параллельно нагрузочному сопротивлению, а детектор подключен к дополнительному сопротивлению, охватывающему боковую поверхность пироэлектрика, при этом дополнительное сопротивление находится в тепловом контакте с пироэлектриком. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР В 409552, кл. G 01 N 27/62, 1972. 2.Тхоржевский В.П.,Автоматический анализ химического состава газов, М., 1969, с. ,52-53. 3.Журнал Изотопы СССР , №20, с. 25-26,, 1970 (прототип).

5 /

/KW

///////