Способ анализа примесей в газах

 

Изобретение служит для повышения точности анализа примесей в газах . Б процессе анализа происходит ионизация исследуемого газа, разделение образовавшихся ионов в электрическом поле, отбор и регистрация ионов при воздействии на них переменным периодическим несимметричным по полярности электрическим полем. При этом отношение амплитуд для случая прямоугольного во времени распределения равно 3.73. Использование способа повышает разрешающую способность более чем на 30% при одновременном повьппении чувствительности вследствие роста отношения сигнал/помеха.3 ил. со 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А2 (5и4 "01 J 49/26 G 01 N 27 62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 966583 (21) 4053904/74-21 (22) 09.04.86 (46) 15.09.87. Бюл. йр 34 (72) И.А.Буряков, Е.В.Крылов и В.П.Солдатов (53) 62 1.384 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 966583, кл. G 01 N 27/62, 1982 ° (54) СПОСОБ АНАЛИЗА ПРИМЕСЕЙ В ГАЗАХ (57) Изобретение слукит для повышения точности анализа примесей в raзах. В процессе анализа происходит ионизация исследуемого газа, разделение образовавшихся ионов в электрическом поле, отбор и регистрация ионов при воздействии на них переменным периодическим несимметричным по полярности электрическим полем. При этом отношение амплитуд для случая прямоугольного во времени распределения равно 3.73. Использование способа повышает разрешающую способность более чем на ЗОХ при одновременном повышении чувствительности вследствие роста отношения сигнал/помеха.3 ил .

1337934

Изобретение относится к способам газового анализа и может быть использовано для обнаружения и анализа микропримесей в газах.

Цель изобретения — повышение точности анализа примесей в газах, находящихся в переменных электрических

I полях, эа счет повышения скорости дрейфа ионов.

Скорость дрейфа ионов пропорциональна коэффициенту подвижности и напряженности электрического поля: а условие (4) — вид

E.t, = Et, (8) причем (9) Т = С + с

Vd KÅ»

25 (2) К Ег где К - коэффициент подвижности в нулевом поле;

К» — коэффициент подвижности при гп квадратичном члене разложения, зависящий от индивидуальных характеристик иона.

Если разделение производят в переменном электрическоМ поле, то усредненная по периоду скорость дрейфа ионов з Гз

E+ +С"-" 6 (12) 1

Е(t)dt = О»

1 (4) 45

На фиг.1 представлена форма напряженности электрического поля, соответствующая номинальному соотношению

50 амплитуд (5) Е» — = 2 + 47 = 3 73

E (6) 55 где К - коэффициент подвижности ионов;

< " напряженность электрического поля.

Коэффициент К подвижности ионов является функцией от напряженности электрического поля и может быть представлен в виде ряда

t t

E (t)dt+ — E(t)dt,(3)

Т Т ,+т /AT

Причем если переменное электрическое поле периодическое, т.е. но несимметричное по полярности:

» (t)dt » 0, 4+T то усредненная скорость дрейфа

Vd = — Ег (t)dt

»

Если поле прямоугольной формы, то уравнение (6) имеет вид

Vd = — — — -(t E — t Р(7)

К, + t + +

Подставляя условия (8) и (9) в уравнение (7) можно получить

Чд «К» (Е-м кс, +ЗЕм»»ксЕ+ — 2Е+) . (10) Чтобы найти максимум значения Vd, нужно продифференцировать и приравнять нулю уравнение (10): чзкс +брамс»кс Е+-6Е+ = О, (11) Корнями этого квадратного уравнения являются величины а отношение этих корней

3+ з — = 2+43= 3 73 (13)

E. 3 -13

» °

Таким образом, согласно предлагаемому способу, заключающемуся в иониэации исследуемого газа, разделении образовавшихся ионов в электрическом поле, отборе и регистрации ионов при воздействии на них переменным периодическим несимметричным по полярности электрическим полем, отношение амплитуд образующего поля выбирают равным 3 73. где E+, E — амплитуды напряженностей поля положительной и отрицательной полярностей соответственно;

Е/Е = 2 (a);

Ft/F = 3, 73 (б);

EtIF = 5 (в) .

Из фиг.2 видно, что критерий раз.решения, выраженный стандартной фор- 2р мулой

Е, — F

R аF, +аЕ (14) 25 где Ю,, Š— напряженности компенсирующего поля для пары разделяемых ионов в воздухе; а Е,, аŠ— ширина пиков этих ионов на полувысоте, 3

13379 — длительности положитеЛьного и отрицательного импульсов соответственно;

Т вЂ” период следования им5 пульсов;

E „ „, — сумма напряженностей положительного и отрицательного импульсов.

На фиг.2 представлены для сравнения спектры смеси ионов 0 и N с соотношением амплитуд напряженностей, образующих поле:

34 имеет максимальное значение при соотношении амплитуд напряженностей,образующих поле, равном = 3,73.

На фиг.3 представлен экспериментальный график зависимости критерия разрешения для двух сортов ионов в зависимости от отношения амплитуд напряженностей, образующих поле. Из графика видно, что оптимальное значение отношения Ei/ E = 3,73.

Использование предлагаемого способа анализа примесей в газе позволяет повысить разрешающую способность по сравнению с известным более чем на

307 при одновременном повышении чувствительности вследствие роста отношения сигнал/помеха.

Формула изобретения

Способ анализа примесей в газах по авт.св. У 966583, î т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности анализа за счет повышения скорости дрейфа ионов, отношение амплитуд напряженности противоположного направления переменного периодического несимметричного по полярности электрического поля противоположного направления для случая прямоугольного во времени распределения равно 3,73.

1337934 P «gt

1 оо пп фб

47 (4 Ю Е еЧавмеаеюю «й, ф.

4ЬвЗ

Составитель А. Нестерович

Техред В. Кадар Корректор С.Черни

Редактор А. Orap

Заказ 4135/49 Тираж 697 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4