Детектор теплопроводности с пироэлектриком Советский патент 1982 года по МПК G01N27/18 

I

Изобретение относится к газовой хроматографии.

По основному авт.св. № 721723 известен детектор теплопроводности с пироэлектриком для газовой хроматографии. Это устройство содержит корпус с измерительной и сравнительной камерой, нагреватель, пироэлёктрики противоположной поляризации в качестве чувствительных элементов, каждый изкоторых одной из своих плоскостей, перпендикулярных направлению поляризации, имеет электрический и тепловой контакт с корпусом нагревателя, а другой плоскостью, параллельной первой, имеет тепловой контакт с корпусом детектора через слой анализируемого газаО

Известный детектор характеризуется непосредственным тепловым контактом пироэлектриков с корпусом нагревателя, что ограничивает чувствительность детектора.

Цель изобретения - повышение чувствительности детектора.

Указанная цель достигается тем, что плоскости пироэлектриков, находящиеся в тепловом контакте с корпусом нагревателя, отделены от него слоем газа.

На чертеже представлена конструкция детектора.

В массивном латунном корпусе де10тектора 1, необходимом для уменьшения влияния изменений температуры в термостате детекторов, размещен нагреватель 2, состоящий из нихромовой спирали, размещенной в кера15мической вТеулке, и спецстального экрана 3, необходимого для увеличения теплоемкости нагревателя. Два идентичных пироэлектрика противоположной поляризации k размещены сим20метрично по обе стороны нагревателя, отделены от нагревателя и корпуса зазорами, но имеют с ними электрический контакт. Разностный сигнал снимается с противоположных njlockocтёй (измерительных электродов) пироэлектриков при помощи высокоомных выводов для съема сигнала 5 и подается на вход усилителя 6. Для герметизации используются прокладки из термостойкой резины и алюминия 7 Газ-носитель поступает через входные трубки для газовых потоков 8, омывает пирозлектрики и выходит наружу через трубку 9. Детектор работает следующим образом. В установившемся режиме, когда по каналам детектора протекают потоки чистого газа-носителя, поступающего через входные трубки для газовы потоков 8, температура поверхностей измерительных электродов пироэлектри ков k равна и определяется температурой термостатирования и мощностью , рассеиваемой на нагревателе 2, регулируя которую, можно установить необходимую разность температур между нагревателем 2 и корпусом 1, и среднюю температуру пироэлектриков t, обеспечивающую максимальную чувствительность детектора при данной температуре термостатирования. Электрические сигналы пироэлектриков, поступающие через высокоомные выводы 5 на вход усилителя 6, рйвны величине и противоположны по знаку. Разностный сигнал детектора равен нулю. При прохождении по одному каналу вместе с газом-носителем какого-нибудь компонента разделенной смеси, обладающего большей или меньшей теплопроводностью, температура измерительной поверхности одного из пироэлектриков изменится на некоторую величину, что вызывает изменение электрического сигнала на величину, пропорциональнук) количеству анализируемого вещества. Сигнйл детектора пропорционален перепаду температур корпус-нагреватель и скорости изменения темпёрату ры, которая определяется, в частности, теплоемкостью чувствительного элемента. В известном детекторе максимальная температура нагревателя опреде-г ляется максимальной температурой пироэлектрика, которая в свою очередь определяемся точкой Кюри и не может быть больше некоторого максимального значения (). В предлагаемой конструкции, где нагреватель и чувствительный элемент разъединены, температура нагревателя может быть повышена, что и приводит к увеличению чувствительности. 8 то же время наличие дополнительного зазора также приводит к дополн/1тельному увеличению чувствительности и за счет увеличения скорости изменения средней температуры пиро- , электрика, обусловленной изменением градиента температуры в зазоре при изменении теплопроводности газа в заэ(оре. Поскольку детектор реагирует на скорость изменения температуры при прочих равных условиях, она тем более больше, чем меньше теплоемкость чувствительного элемента. В известном детекторе теплоемкость определяется суммой теплоемкостей пироэлектрика и нагревателя. В предлагаемой конструкции- лишь теплоемкостью пироэлектрика, что, в свою очередь, приводит к дополнительному увеличению чувствительности. Одновременно это приводит также к уменьшению инерционности, что также улучшает эксплуатационные характеристики детектора. Формула изобретения Детектор теплопроводности с пироэлектриком по авт.св. ff 721723, отличающи и с я тем,что, с целью повышения его чувствительности, плоскости пироэлектриков, находящиеся в тепловом контакте с оряусом нагревателя, отделены от него слоем газа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 721723, кл. G 01 N 25/18 (прототип) . (по заявке W 25 11+9/25)