Счетчик аэроионов

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(4 б) Дата опубликования опнсания 11.01.77(51) М, Кл, Н 01 Х 39/26 Государственный комитет Совета Миннстрав СССР по делам изобретений н атнрытнй(71) Заявитель Тартуский государственный университет(54) СЧЕТЧИК АЭРОИОНОВ Изобретение относится к геофизике и может быть применено в приборах для анализа газов, атмосферного воздуха, при из мерении таких характеристик, как концентрация положительных и отрицательных аэро- ионов.Известны различные приборы для измерения концентрации аэроионов. Принцип их работы основан на направлении аэроионов на так называемый собирающий электрод 10 в аспирационном конденсаторе и последующем измерении силы электрического тока через этот электрод, Такие устройства работают при высоком (атмосферном) давлении исследуемого газа. В качестве наиболее р чувствительного измерителя силы тока при меняют электрометр с емкостным вибропреобразователем (так называемый динамическии электрометр) .Основным недостатком известного счеэ чика 11 является ограниченная чувствительность измерения, Максимальной чувствительностью (по минимальной концентрации)з у этого счетчика является 10 частиц в см при расходе воздуха 4,5 л/сек или в пере 214счете насилу тока 10 А. Следует добавитьчто проведение измерений при максимальной чувствительности связано с оченьбольшими ошибками (ориентировочно 100 О/о),поэтому реальный нижний предел измерениянаходится ниже. Также необходимо значительное время (2-3 мин ) для измерения,Известен счетчик аэроионов типа САИТГУМ, содержащий измерительную камеру, источник напряжения и регистрирунщий прибор. Работа этого счетчика основана на том, что исследуемьвоздух продувается через аспирационный конденсатор,на обкладки которого подается постоянноенапряжение. Одна из обкладок соединена совходом электрометра,Чувствительность счетчика аэроионов ограничивается как шумами электрических элементов электрометра, так и паразитнымитоками изоляторов конденсатора. Постоянное напряжение, подаваемое на конденсатор,должно быть очень хорошо стабилизировано,Целью изобретения является повышениечувствительности счетчика по отношению кизмеряемой концентрации аэроионов,Это достигается тем, что счетчик снабжен вакуумным насосом, присоединенным кизмерительной камере с отверстием дляввода исследуемого газа, в которой последовательно за этим отверстием размещеныэлектрод для ускорения ионов и детекторионов, соединенные, соответственно, с источником напряжения и регистрирующим прибором.На чертеже изображен предлагаемыйсчетчик,Он содержит электропроводящую камеру1 с присоединенным вакуумным насосом 2,небольшое отверстие 3 для ввода в камеруисследуемого газа, ускоряющий электрод 4,детектор ионов 5, присоединенный вне каме 15ры к регистрирующему прибору 6, источник7 постоянного напряжения, присоединенныйодним полюсом к корпусу камеры 1, а другим - к ускоряющему электроду 4, и изолятор 8. Вакуумный насос имеет входное 9и выходное 10 отверстия,Счетчик работает следующим образом.В камере 1 с помощью насоса 2 создает.ся постоянное пониженное давление, пример-Хно до 10 Торр, Сквозь небольшое отверстие 253 постоянно протягивается через камеру исследуемый гм, содержащий обычно какэлектрически заряженные аэроионы, так инейтральные части.На электрод 4 от источника 7 подается ЗОпостоянное напряжение порядка 10 В по отношению к камере 1, которая может бытьзаземлена. Полярность подаваемого напряжения зависит от того, какого знака аэроионы в данный момент регистрируются, Форма ЭЬэлектрода 4 существенной роли не играет,она может быть, например, цилиндрической.Если детектор ионов имеет металлическую оправу, то и это может служить в качестве ускоряющего электрода. Содержащиеся в исследуемом газе немногочисленныеаэроионы под действием электрического поля, создаваемого электродом 4, ускоряются и направляются на детектор ионов 5,Нейтральные частицы (молекулы) находящиеся в исследуемом газе, всасываютсячерез отверстие 9 вакуумным насосом 2и выходят сквозь выходное отверстие 10наружу,Детектором ионов 5 может служить 66ионно-электронный умножитель в режимесчета импульсов или полупроводниковый детектор в таком же режиме. Последнийобладает более простой конструкцией, прос"в эксплуатации,Ионы, попавщие на детектор ионов 5,вызывают электрические импульсы, которыерегистрируются прибором 6, Упомянутыетипы ионных детекторов обеспечивают всему устройству высокую чувствительность,)примерно, 10 А по току, Благодаря этомуможнозначительносократитьрасход (минимальный необходимый объем) исследуемогогаза и в то же время достичь высокой точностии скор ости измерения концентрации, которыеневозможно достичь известными устройствами,Во время работы полностью исключается действие паразитного тока изоляторов,при этом отпадает и необходимость в тщательной стабилизации постоянного напряжения, что имеет место при работе известныхустройств, По сравнению с известными ус"гройствами значительно увеличивается скорость измерения. При перемене полярностиизмеряемых ионов отсутствуют поляризационные явления, характерные для известныхсчетчиков,Формула изобретенияСчетчик аэроионов, содержащий измерительную камеру, источник напряжения и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувстви тельности, он снабжен вакуумным насосом, присоединенным к измерительной камере, внутри которой перед отверстием для ввода исследуемого газа последовательно размещены ускоряющий электрод и детектор ионов, соединенные, соответственно, с источником напряжения и регистрирующим прибором.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР126287, М Кл. Н 01 У 39/26 от 1970 г,2. Таммет Х, ф, "Аспирационный методизмерения спектра аэроионов"Ученые записки Тартуского государственного университета, вып. 195, 1967 гстр, 184 (прототип), 529507Составитель Н. ПшпогинРедактор Л. Народная Техред А. Демьянова Корректор Т, ЧаброваЗаказ 5340/101 Тираж 963 Подпиное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4