Фотоионизационный детектор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 968751(61 Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 080481 (21) 3273596/23-25 ЩМ. Кл.з С 01. й 31/08 с присоединением заявки йоГосударственный комитет СССР но дЕааи изобретений и. открытий) Заявитель конструкторское АН Э ециал(54) ФОЖОИОНИЗАЦИО ДЕТЕКТОР,2Изобретение относится к физико-эов, и негерметичность ионизационнойхимическому, в частности хроматогра-. камеры, в результата чего нет возмож фическому айализу и может найти. при- ности подключения на выход данногоменение в качестве детектирующего детектора какого-. нибудь (или какихустройства в.различных хроматогра- нибудь) другого детектора 2 .5фах или анализаторах. Однако принципиально фотоионнза Известны фотоионизационные детек- ционный детектор является недеструкторы с общей камерой для газового тивньи, на выход которого можноразряда ,(т е для возбуждения корот-. , былобы подключать детекторы других, 10коволнового излучения) и для измере-: типов и тем сатааа расширять возмож-.ния ионного тока 1).ности анализа.Недостатки этих устройств обу-лов , ,целью изобретенияявляется исклюлены нестабильностью разряда. . чение мертвыхобъемов и повыаенне гер,Наиболее близким к изобретению 5 метичности детектора.является фотоионизацнонный детектор, Указанная цель достигается тем,содержащий ионизационную камеру с что в фотоиониэационном детекторе,каналами для подвода и вывода анали- содержащем.ионкзационную камеру сзируемого газового потока, трубчатый каналами для псщвода ивывода аналиполяризующий электрод, установленный 20 знруемого газового потока, трубчатыйпо оси иониэационной камеры, кальце- поляризующий .электрод установленныйобразный коллекторный электрод, рас- по оси ионизационной камеры, кальцеположенный коаксиально поляризующему - .образный олпекторный электрод, расэлектроду, газоразрядную лампу, от- положенный коаксиально поляризующемуделенную от ионизацнонной камеры ок электроду, газоразрядйую лампу, отденом, и экран для защиты коллекторно- , ленную от иониэационной камеры ок 25го электрода от прямого воздействия ном, и экран для защиты коллекторнонэлучения 2 ; го электрода от прямого воздействияНедостатками известного. устройст- излучения, ионизационная камера обва являются наличие непродуваемых З разована кальцевыми выемками двухобъемов, ухудшающих качество акали-. примыкающнх Друг к. другу пластин иэ30.,968751,3изоляционного материала, одна из которых, служащая экраном для коллекторного электрода, с внешней стороны, обращенной к газоразрядной лампе, имеет кальцевой уплотнительный выс.туп, к которому принято с помощью упругого элемента оКно газоразрядной ламцы.На чертеже изображен фотоиониза.циониый детектор, разрез.Фотоионизационный детектор состоит 4 1 из источника 1 ультрафиолетового излучения (например, водородной лампы) снабженного окйом 2 из материаУла (например, Фтористого магния), способного пропускать достаточно . коротковолновое ивлуиение (ло 10 117 В . и системы электродов: кольцеобразного коллекторного электрода 3 и трубчатого поляризующего электрода 4.Электроды 3 и 4. располагаются коаксибдьно в ионизациовной камере 5,. образованной из основания б и диска 7, которые изготовлены из теплостойкого материала с высокими электроизоляционными свойствами, обладающего определенной упругостью для получения плотных соединений между соприкасающимися поверхностями. (например, ниплона).В основании б имеются отверстия . для герметичного присоединения вход-, ного 8 и выходного 9 трубопроводов. Входной трубопровод 8 присоединяется герметично к основанию 6 при помощи конического уплотнителя 10 и гайки 11, а выходной трубопровод 9 соответственно при помощи уплотнителя 12 и гайки 13. Электрод 4 имеет в своем конце, находящемся в ионизационной камере 5, продольное отверс- . тие до бокового отверстия,.совпадающего с отверстием входного трубопровода 8, образуя таким образом пропускной канал 14 для входной среды в ионизационную камеру 5, Для герметичного соединения электрода 4 с основанием б служат конический уплот.витель 15 и гайки 1 б. Гайка 17 служит для прикрепления к электроду 4 электрического вывода 18. Выход анализируемой среды из ионизационной камеры 5 обеспечивается наклонным выходным каналом 19 в основании б, соединяющим ионизациовную камеру 5 с -отверстием выходного трубопровода 9. Кольцеобразвый электрод 3 образует одним своим торцом уплотвяющую поверхность с основанием б и другим торцом уплотняющую поверхность с диском 7, оставляя таКим образом иони зациовную камеру 5 открытой только со стороны источника 1 излучения. Уплотняющее усилие на торцевые поверхности коллекторного электрода 3 создается .гайкой 20, прижимающей 65 диск 7 к основанию 6 в корпусе 21,и пружиной 22 прижимающей источник1 излучения своим окном 2 к диску 7.Диск 7 имеет специальный выступ 23с двумя уплотняющими поверхностями: 5 одна обращена к торцу коллекторногоэлектрода 3, другая - к окну 2 источника 1 излучения, Кроме уплотняющей Функции выступ 23 диска 7 одновременно выполнят и Функцию экрана 0 коллекторного электрода 3 от прямоговоздействия излучения, исходящегоот источника 1, уменьшая тем самымфлюктуации и шумы детектора. Электрический вывод 24 коллекторного элек трода 3, находящийся в радиальнойканавке диска 7, изолирован от корпуса 21 изолятором 25, Аналогичноизолирован электрический вывод 18электрода 4.изолятором.26. Соединительные разъемы для подключенияк детектору источника поляризующегонапряжения и электрометра не показаны. Также не показан контакт дляподключения высокого .напряжения кисточнику 1 излучения. Уплотняющееусилие между окном 2 источника 1 излучения и выступом 23 диска 7, создаваемое пружиной 22, регулируетсякрымской 27, навинченной на корпус 21.Фотоионизационный дегектор работает следующим образом.К источнику 1 излучения подключается высокое напряжение (относительно корпуса 21), вызывающее в источнике газовый разряд и возникновение 38 ультрафиолетового излучения, Фотоны с энергией до 10-11 эВ проникаютчерез окно 2 и попадают в ионизационную камеру 5, куда через входнойтрубопровод 8 и канавку 14 поступает 40 анализируемая среда, например, изколонки газового хроматографа. Еслив анализируемой среде имеются молекулй с энергией ионизации меньше10-11 эВ, то ови под действием Фото нов ионизируются, Подавая теперь поляризующему электроду 4 постоянноенапряжение, между поляризующим электродом 4 и коллекторным электродом3 создается электрическое поле ивозникает ионный ток, регистрируемый,например, электрометром, подключаемым между выводом 24 коллекторногоэлектрода 3 и корпусом 21. Возникаю"щий ток в широком диапазоне пропорционален концентрации молекул ванализируемой среде, способных иоввзироваться. Анализируемая среда выходит из ионизационный камеры 5 через канавку 19 и выходной трубопровод 9 и может быть пропущена затемчерез детекторы других типов .длядополнительного анализа.Фотоиовизациовный детектор обладает очень высокой чувствительностьюи определенной селективностью к компонентам с энергией ионизации до968751 Формула изобретения ЯМЮЩЮметру дхЯ Ъ ь ь НИИПИ Заказ 8160/74 Тираж 887 Подписноеилиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 10-11 эВ. По чувствительности фотоионизационный детектор превьиааетклассический пламенно-ионизационныйдетектор в 30-50 раз, а по линейному динамическому диапазону на один .порядок. Повюается качество анализов, так как предотвращено наличиеостатков предыдущих проб в ионизационной камере. Предлагаемая конструкция детектора допускает подключенияна выход других детекторов для продолжения анализа.,Фотоионизационный детектор, содержащий ионизационную камеру с каналами для подвода и вывода анализируемого газовОго потока, трубчатый поляризующий электрод, установленный по оси ионизационной камерМ, кольцеобразный коллекторный электрод,расположенный коаксиально поляризующему электроду, газоразрядную лампу, отделенную от ионизационной камеры окном, и экран для защиты коллектор- ного электрода от излучения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью исключения мертвых объемов и повьыення герметичности детектора, ионизационная камера образована кольцевыми выемками двух привыкающих друг О к другу пластин из изоляционногоматериала, одна из которых, служащая экраном для коллекторного электрода, с внешней стороны, обращенной к газоразрядной лампе, имеет коль цевой .унлотнительный выступ, к котороиу прижато с помощью упругого элемента окно газоразрядной лампы. источники информации,о принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮ 193142, кл. С 01 М 31/081963.2, Патент США В 4013913,кл. 23-.254опублик. 1974 (прототип).