SU1153280A1

SU1153280A1 - Discharge detector for gas chromatography

Info

Publication number: SU1153280A1
Application number: SU833665888A
Authority: SU
Inventors: Виталий Львович Будович; Евгений Анатольевич Мягков; Борис Павлович Охотников
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт хроматографии
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1985-04-30

Abstract

РАЗРЯДНЫЙ ДЕТЕКТОР ДЛЯ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ, содержащий разр дную камеру со штуцерами дл ввода и вывода анализируемого газа, усаа электрода, расположенные внутри каме ры , накопительную емкость, зар дное и разр дное сопротивлени , источник нитани , отличают и и с тем, что, с целью повышени точности измерений, чувствительности и н;1дежности работы детектора, в него введены шунтирующее сопротивление , установленное параллельно накопительной емкости, коммутатор, включенньй в цепь между источником питани и зар дным сопротивлением, и генератор электрических импульсов, (Л через который управл ющий вход коммутатора св зан с одним из электродов разр дной камеры.DISCHARGE DETECTOR FOR GAS CHROMATOGRAPHY containing a discharge chamber with nozzles for input and output of the analyzed gas, electrode, located inside the chamber, accumulative capacitance, charge and discharge resistance, source of filament, are also distinguished by the fact that increase the accuracy of measurements, sensitivity, and n; 1 the reliability of the detector, a shunt resistance is inserted in it, installed in parallel with the storage capacitor, a switch included in the circuit between the power source and the charge resistance and a generator of electrical pulses, (L through which the control input of the switch is connected to one of the electrodes of the discharge chamber.

Description

Изобретение относитс к хроматографическим детекторам дл количественного определени содержани примесей в газах и может быть использовгчно при разработке хроматографов и газоанализаторов дл газоперерабатывакхцей и химической промышленности , металлургии, а также в научных исследовани х дл количественного анализа микропримесей в газовой среде. Известен разр дный детектор дл газовой хроматографии, предназначенный дл детектировани посто нных газов, фреонов и т.д. с использованием аргона в качестве газа-носител , содержащий цилиндр из монел с коаксиально расположенной платиновой нитью, изолированной от монелевого корпуса у . Однако поддержание коронного разр да с нужными характеристиками требует достаточно большого внутреннего объема камеры (несколько кубических сантиметров). Это увеличивает инерцио}шость детектора, ухудшает его чувствительность, поскольку рабо ча зона весьма мала и сосредоточена вблизи коронирующего электрода. Вторым недостатком вл етс узость диапазона рабочих токов, измен ющихс в пределах 1-5 мкА. При выходе рабочего тока за эти пределы, что част требуетс дл увеличени чувствитель ности, разр д становитс нестабильным , переходит в другие формы, увели чение тока разр да ведет также к рос ту эрозии коронирующего электрода и загр знению объема детектора продуктами эрозии. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению вл етс разр дный детектор дл газовой хроматографии , содержащий разр дную камеру со штуцерами дл ввода и вывода анализи руемого газа, два электрода, расположенные внутри камеры, накопительну емкость, зар дное и разр дное сопротивлени , источник питани . Измер ет с частота пробоев промежутка, по ко торой определ ют пробивные напр жени и концентрацию примеси 2J . Дн получени достаточной точност измерений данным устройством необходимо , чтобы импульсы напр жени , нодаваемые на промежуток, бьши одинаковы , причем желательно, чтобы напр жение на емкости начинало каждый раз нарастать с нул . Удовлетвор етс это условие в том случае, когда через промежуток протекает достаточно большой (дес тки ампер и более) ток, который формирует хорошо провод щий плазменный канал между электродами разр дной камеры, варьированием величин накопительной емкости, зар дного и разр дного сопротивлений невозможно удовлетворить трем услови м, необходимым дл нормальной работы детектора: низкой величине эрозии электродов , воспроизводимости импульса требуемой формы и достаточно малой частоте срабатывани . Это приводит к ухудшению характеристик измерени , уменьшению ресурса работы детектора, уменьшает область его применени . Цель изобретени - повышение точности измерений, чувствительности и надежности работы. Поставленна цель достигаетс тем, что в разр дном детекторе дл газовой хроматографии, содержащем разр дную камеру со штуцерами дл ввода и вывода анализируемого газа, два электрода, расположенные внутри камеры, накопительную емкость, зар дное и разр дное сопротивлени , источник питани , введены шунтирующее сопротивление, установленное параллельно накопительной емкости, коммутатор, включенный в цепь между источником питани и зар дным сопротивлением , и генератор электрических импульсов, через которыйуправл ющий вход коммутатора св зан с одним из электродов разр дной камеры. На чертеже показан предлагаемый разр дный детектор. I В разр дной камере 1, содержащей штуцеры 2 и 3 дл ввода и вывода анализируемого газа, расположены два электрода 4, образующие разр дный промежуток. Импульс напр жени , прикладываемый к разр дному промежутку , формируетс зар дным сопротивлением 5 и накопительной емкостью 6. Дл ограничени разр дного тока служит разр дное сопротивление 7. Остаточный зар д стекает через установленное параллельно емкости шунтирующее сопротивление 8. Включение напр жени на детектор и отключение напр жени осуществл етс с помощью коммутатора 9, включенного между источником 10 питани и зар дным сопротивлением , генератора электричес3The invention relates to chromatographic detectors for the quantitative determination of impurities in gases and can be used in the development of chromatographs and gas analyzers for gas processing and chemical industry, metallurgy, as well as in scientific research for the quantitative analysis of microimpurities in a gaseous medium. A gas chromatographic detector for detecting constant gases, freons, etc. is known. using argon as a carrier gas, containing a cylinder of Monel with a coaxially located platinum filament, isolated from the Monel case. However, maintaining a corona discharge with the desired characteristics requires a sufficiently large internal chamber volume (several cubic centimeters). This increases the inertia of the detector, impairs its sensitivity, since the working zone is very small and concentrated near the corona electrode. The second disadvantage is the narrowness of the range of operating currents, ranging from 1-5 µA. When the operating current exceeds these limits, which is often required to increase the sensitivity, the discharge becomes unstable, goes into other forms, the increase in the discharge current also leads to increased erosion of the corona electrode and contamination of the detector volume with erosion products. The closest technical solution to the invention is a discharge detector for gas chromatography containing a discharge chamber with fittings for input and output of the analyzed gas, two electrodes located inside the chamber, storage capacitance, charge and discharge resistance, power supply. It measures the gap breakdown frequency, from which the breakdown voltage and impurity concentration 2J are determined. The days of obtaining sufficient measurement accuracy with this device require that the voltage pulses applied to the gap be the same, and it is desirable that the voltage on the capacitor starts to increase from zero every time. This condition is satisfied in the case when a sufficiently large (tens of amps and more) current flows through the gap, which forms a well-conducting plasma channel between the electrodes of the discharge chamber, and the variation of storage capacitance, charge and discharge resistances cannot be satisfied by three conditions necessary for normal operation of the detector: low erosion rate of the electrodes, reproducibility of the pulse of the required shape and a sufficiently low response frequency. This leads to a deterioration in the measurement characteristics, a decrease in the detector's service life, and reduces the area of its application. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy, sensitivity and reliability. This goal is achieved by the fact that in a discharge detector for gas chromatography, containing a discharge chamber with nozzles for input and output of the analyzed gas, two electrodes located inside the chamber, storage capacitor, charge and discharge resistance, power source, shunt resistance installed in parallel with the storage capacitor, a switch connected to the circuit between the power source and the charging resistance, and an electric pulse generator, through which the switch input associated with one of the discharge chamber electrodes. The drawing shows the proposed bit detector. I In the discharge chamber 1 containing nozzles 2 and 3 for the input and output of the analyzed gas, there are two electrodes 4, which form a discharge gap. A voltage pulse applied to the discharge gap is formed by a charge resistance 5 and a storage capacitor 6. The discharge resistance 7 serves to limit the discharge current. Residual charge flows through the shunt resistance 8 set in parallel to the capacitor. the voltage is carried out using a switch 9 connected between the power source 10 and the charging resistance, an electric generator

ких импульсов I, через который уп ранл ющнн вход коммутатора св зан с одним из электродов разр дной каме ры.pulses I, through which the control input of the switch is connected to one of the discharge chamber electrodes.

Работа детектора осуществл етс следующим образом. При прохождении анализируемого 1аза через разр дную камеру 1 коммутатор 9 замыкает цепь питани и начинаетс зар дка емкости 6 через зар дное сопротивление 5. После достижени пробивного напр жени разр дного промежутка между электродами 4 происходит пробой и накопительна емкость 6 разр жаетс через разр дный промежуток между электродами 4 детектора. При этом протекание тока в разр дной цепи запускает генератор 11 электрических импульсов. Последний вьдает первый электрический импульс, запускающий коммутатор 9, разрывающий цепь зар дки накопительной емкости 6. Коммутатор 9 удерживаетс в разомкнутом состо нии в течение паузы , определ емой устройством выдержки времени между двум импульсами, имеющимс в генераторе 11. Во врем разомкнутого состо ни коммутатора 9 емкость 6 разр жаетс до нул , происходит замена газа в разр дной камере 1 детектора. После этого генератор И выдает второй импульс, запускающий коммутатор, который замыкает цепь зар дки накопительной емкости. Далее цикл работы устройства повтор етс .The detector is operated as follows. When the analyzed 1az passes through the discharge chamber 1, the switch 9 closes the power supply circuit and starts charging the capacitor 6 through the charging resistance 5. After the breakdown voltage of the discharge gap between the electrodes 4 is reached, a breakdown occurs and the storage capacitor 6 is discharged through the discharge gap Electrodes 4 detectors. In this case, the flow of current in the discharge circuit triggers an electric pulse generator 11. The latter initiates the first electrical impulse that triggers the switch 9, breaking the charging circuit of the storage capacitor 6. The switch 9 is kept in the open state during a pause determined by the time delay device between the two pulses present in the generator 11. the capacitance 6 is discharged to zero, the gas is replaced in the discharge chamber 1 of the detector. After that, the AND generator generates a second impulse that triggers the switch, which closes the charging circuit of the storage capacitor. Further, the cycle of operation of the device is repeated.

3280432804

За счет внедени нопых элементов | сопротипле)1и В, коммутатора 9 и генератора Г1) легко реализуетс режим работы детектора, при котором недостатки , присущие известному устройству, устран ютс .By introducing new elements | coprotype 1 and B, switch 9 and generator G1), the detector operation mode is easily realized, in which the disadvantages inherent in the known device are eliminated.

Эрози разр дных электродов может быть доведена минимум введением сопротивлени 7 достаточно большой величины . Благодар сопротивлению 8 обеспечиваетс получение импульсов требуемой формы. Необходима частота следовани импульсов задаетс коммутатором 9, управл емым генератором 11. Включение коммутатора 9 происходит после полной смены объема газа в камере, что устран ет вли ние предыдущих разр дов на последующие, а отключение - после пробо разр дного промежутка, что позвол ет разр дитьс - емкости 8.Erosion of discharge electrodes can be minimized by introducing a resistance 7 of a sufficiently large size. Due to resistance 8, pulses of the desired shape are obtained. The required pulse frequency is set by the switch 9 controlled by the generator 11. Switch 9 is turned on after the gas volume in the chamber is completely changed, which eliminates the effect of the previous bits on the subsequent bits, and shutdown after a discharge gap, which allows discharge - capacity 8.

Предлагаемое устройство позвол ет увеличивать чувствительность детектировани , поскольку устран ет наличие атомов испаренного материала электродов и ионизированных частиц, остающихс от предыдущего разр да, уменьшающих пробивное напр жение. Точность измерени повышает стабильность воспроизведени импульса напр жени . Надежность работы и увеличение срока службы детектора обеспечиваютс за счет малой величины эррозии электродов. Изобретение позволит качественно улучщить хроматографические методы и приборы анализа.The proposed device allows to increase the detection sensitivity, since it eliminates the presence of atoms of the evaporated material of the electrodes and ionized particles remaining from the previous discharge, reducing the breakdown voltage. Measurement accuracy improves the stability of the voltage pulse reproduction. The reliability of operation and the increase in the service life of the detector are ensured due to the low erosion of the electrodes. The invention will allow to improve the chromatographic methods and devices of analysis.

Claims

DISCHARGE DETECTOR FOR GAS CHROMATOGRAPHY, containing a discharge chamber with fittings for input and output of the analyzed gas, two and B.P. Okhotnikov (71) All-Union Scientific-Research and Design Institute of Chromatography (53) 543.274 (088.8) (56) Markevich A.V., Partispanyan V.M., Dobychin S.A. Argon Discharge Detector.- Sat: Gas Chromatography, no. 2, publishing house NIITEKHIM, 1965, p. 42-47.

Lovelock}. Measure-merits of low concentrations by collision with exited Hare pas atoms. Mature, v. 16, 1968, No. 4621, p. 1460-1462 (prototype).

The electrodes located inside the chamber, the storage capacitance, charging and discharge resistances, and the power supply are distinguished by the fact that, in order to increase the accuracy of measurements, the sensitivity and reliability of the detector, a shunt resistor installed parallel to the storage capacitance is introduced into it. a switch included in the circuit between the power source _ and the charging resistance, '5 and an electric pulse generator through which the control input of the switch is connected to one of the electrodes of the discharge chamber.

1 1153280