Устройство для измерения электрических сигналов хроматографических детекторов

Союз Советских Социалистических Респубпик(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 250578 (21) 2 б 20144/23-25с присоединением заявки Нов(51)М. (л.2 Ь 01 И 31/08 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт комплексной автоматизациинефтяной и газовой промышленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИХ ДЕТЕКТОРОВ озоЕо Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к газовой хроматографии, и может быть использовано в хроматографических приборах.Известно устройство.для измерения электрических сигналов хроматографических детекторов, содержащее ионизационно-резонансный детектор, источник питания к нему, усилитель сигнала детектора и нагрузочное сопротивление 1.Существенным недостатком известного устройства является тот Факт, что для компенсации начального тока 15 детектора, образующегося за счет ионизации газа-носителя, используется источник компенсации, нестабильн ность которого приводит к необходимости загрубления шкалы усилителя.Известно также устройство, содержащее детектор, источник питания и измеритель разбаланса моста, образованного чувствительными элементами катарометра 2.Недостатками этого устройства являются относительно низкая чувствительность, необходимость использования значительного количества дополнительных элементов, компенсирующих начальный разбаланс моста, трудности усиления сигнала детектора,Ближайшим техническим решением кпредлагаемому "изобретению являетсяустройство для измерения сигналовхроматографических детекторов, содержащее последовательно соединенныеисточник питания, детектор, усилительс нагрузочным сопротивлением 3Однако в этом устройстве для компенсации начального сигнала детектора, образующегося за счет ионизации газа-носителя, в усилителе предусмотрен источник компенсации. Рричем, как показывают расчеты и экспериментальные данные, чаще всегочувствительность такой системы ограничена стабильностью источникакомпенсации начального тока,Действительно, при выборе оптимального начального тока детекторапоперечных сечений ионизации на уровне 1 д= 10 Я А в соответствии суравнением Оннельта флюктуации начального тока составляют где Я - коэффициент размножеии я, равный 50,заряд электрона, равный1,6 10 К,Х- постоянная времени, равнаяа 1 с,т.е,с 15ов- ению поваю м Ь 1 -9 о А, Таким образом, соотношение о - =Ц 10о 5Полученный результат показывает, какой величины должен быть коэффициент стабилизации источника компенса ции начального тока. Создание такого источника связано со значительными трудностями, а иногда просто нереализуемо, Поэтому на практике часто используют источник компенсации коэффициентом стабилизации на ур не д 10 э, что приводит к загрубл чувствительности детектирования.Целью изобретения является повышение точности и надежности измерения.20Цель достигается за счет того, что в предлагаемое устройство введен пироэлектрик, подключенный в цепь усилителя параллельно нагрузочному сопротивлению, а детектор подключен к долнительному сопротивлению, охватыщему. боковую поверхность пироэлект- . рика, при этом дополнительное сопротивление находится в тепловом контакте с пироэлектриком.На чертеже изображено предлагаемое устройство, где 1 - источник питания, 2 - детектор, 3 - нагрузочное сопротивление, 4 - дополнительное сопротивление, являющееся нагрузкой детектора, 5 - усилитель тока, 6 - пиз 5 роэлектрик,Устройство работает следующи образом.За счет ионизация газа-носителя через дополнительное сопротивление 40 4 проходит начальный ток, нагревающий пироэлектрик до какой-то постоянной температуры, зависящей от величины тока, В связи с тем, что при постоянной температуре на электродах 45 пироэлектрика б не возникает заряд, сигнал на входе усилителя равен нулю. При попадании в детектор анализируемого вещества изменяется его ионизационный ток, что приводит к измейению температуры пироэлектрика (скорость изменения температуры не равна нулю) в результате чего на электродах пироэлектриков возникает заряд, пропорциональный концентрации анализируемого вещества. Образованный заряд измеряется усилителем 5.Формула изобретенияУстройство для измерения электри ческих сигналов хроматографических детекторов, содержащее последбвател но соединенные источник питаниядетектор, усилитель с нагрузочным сопротивлениемо т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, в него введен пирозлектрик, 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 экс 1, Авторское свидетельств 8 409552, кл. С 01 И 27/62,2. Тхоржевский В.Ч Автом кий анализ химического соста И., 1969, с.,52-53. 3, Журнал Изотопы СССР с. 25-26, 1970 (прототип).ертизеСССР 972.тичеса газов 2 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, чтоэлектрическая цепь детектора гальванически не связана с входной цепьюусилителя. Это позволяет испольэоватьстандартный измеритель тока для усиления сигнала практически с любогодетектора.В частности, при измерении сигналакатарометра с помощью предлагаемогоустройства, наблюдалось повышениечувствительности более чем на порядок. Это позволяет применять обычныекатарометры таких хроматографов, какфЦветф, ЛХИ, для анализа предельно допустимых концентраций рядатоксичных примесей в воздухе,. Решение задач анализа примесей ввоздухе на базе таких широко распространенных детекторов, как катарометр,детектор по теплоте каталитическойреакции, плотномер, детектор потерянных сечений ионизации,будет способствовать решению комплексной проблемы по охране окружающей среды.697923Составитель Н. ПогонинРедактор И. Шубина Техред Э.фанта Корректор М, ПожоЗаказ 6920/32 Тираж 1073 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4