DE1204431B - Messzellen zur Erzeugung eines elektrischen Signals zur Anzeige der Gegenwart einer ionisierbaren Gaskomponente - Google Patents

Description

BONDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

GOIn

Deutsche KL: 421-4/16

Nummer: 1204431

Aktenzeichen: B 63048IX b/421

Anmeldetag: 27. Juni 1961

Auslegetag: 4. November 1965

Die Erfindung betrifft Meßzellen für ionisierbare Verbindungen, die in einem Gasstrom enthalten sind. Eine derartige Meßzelle kann beispielsweise zur Anzeige von Verunreinigungen bei der Herstellung von Edelgasen, bei der Messung von Luftverunreinigungen, zur Aufspürung explosiver Dämpfe und in Verbindung mit einem Gaschromatographen verwendet werden. Die Erfindung betrifft die Ausgestaltung dieser Meßzellen.

Mehrere Arbeitsweisen derartiger lonisationsmeßzellen sind bekannt. Die selektive Ionisation in einer Wasserstoffflammen-Meßkammer ist in »Gaschromatographie«, Ausgabe 1958, Desty, London, beschrieben. Die Verwendung von radioaktiven Isotopen zur Erzeugung metastabiler Atome im Prüfgas ist von Lovelock im »Journal of Chromatografy«, 1958, Bd. 1, S. 35, beschrieben. Eine weitere Meßzelle dieser Art ist in »Nature«, Dezember 1958, Bd. 182, S. 1663 und 1664, beschrieben. Darin wird das zu untersuchende Trägergas durch eine Kapillare einer Ionisierungskammer zugeführt. Außerdem wird der Meßzelle ein Spülgas, ein Edelgas, wie z. B. Argon, zugeführt. In die Meßzelle wird eine radioaktive Substanz eingebracht, die den Übergang des Argons in einen metastabilen Anregungszustand hervorruft. Diese angeregten Atome stoßen mit den Molekülen des festzustellenden Gases zusammen und ionisieren dasselbe dadurch. Der Ionisierungsstrom zwischen einer in der Meßzelle angeordneten Kathode und Anode dient zur Anzeige des zu messenden Gasanteiles. Die Anwendung radioaktiver Stoffe wie in diesem Fall hat den Nachteil, daß umständliche Sicherheitsmaßregeln bei der Verwendung erforderlich sind und radioaktive Strahler außerdem infolge erheblicher statistischer Schwankungen in der Strahlungsabgabe störendes Rauschen erzeugen.

Demgemäß war es das Ziel, eine Meßzelle zu schaffen, die die gefahrbringende Handhabung von radioaktivem Material vermeidet und außerdem eine Strahlungsquelle verwendet, die einen Rauschpegel ermöglicht, der erheblich unter dem herkömmlicher Anordnungen ist.

Bei der Anordnung nach der deutschen Auslegeschrift 1 074 293 wird das zu messende Gas dadurch ionisiert, daß durch ein in der Meßzelle vorgesehenes Fenster UV-Strahlung in diese eintritt und dadurch die Ionisation durch Strahlung bewirkt. In der französischen Patentschrift 1 220 332 ist ebenfalls eine radioaktive Substanz in die Meßzelle eingebracht. Es wird dabei weiterhin vorgeschlagen, die radioaktive Substanz so am Eingang der Meßzelle anzuordnen, daß die Ionisierung stattfindet, bevor der ionisierte

Meßzellen zur Erzeugung eines elektrischen
Signals zur Anzeige der Gegenwart einer
ionisierbaren Gaskomponente

Anmelder:

Beckman Instruments, Inc., Fullerton, Calif.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr. phil. G. B. Hagen, Patentanwalt,

München-Solln, Franz-Hals-Str. 21

Als Erfinder benannt:

Maurice Robert Burnell,

William Smith Gallaway, Fullerton, Calif.;

Richard Albert Foster, La Habra, Calif.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 27. Juni 1960 (38 907) - -

Gasstrahl, der das zu messende Gas enthält, in das Feld zwischen Anode und Kathode der Meßzelle eintritt.

Gemäß der Erfindung, die in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, werden zur Ionisierung des zu analysierenden Gases Elektronen verwendet, die durch Fotoemission einer Metalloberfläche, vorzugsweise hervorgerufen durch Ultraviolettstrahlung, erzeugt werden. Diese Elektronen haben durchschnittlich nicht genügend Energie, um das Trägergas, wie z. B. Argon, zu ionisieren. Ihre Energie, die noch durch die Beschleunigung durch eine Anode hohen Potentials vergrößert wird, reicht aber aus, die zu analysierenden Substanzen zu ionisieren. Selbst wenn man die Anordnung gemäß deutscher Auslegeschrift 293 durch das Einbringen von Sekundärelektronen emittierenden Metalloberfläche in den Strahlengang innerhalb der Meßzelle umändern würde, wären damit noch erhebliche Nachteile verbunden. Die zu analysierenden Bestandteile des Prüfgases würden durch den Raum der Meßzelle fließen, indem die Elektronen erzeugt werden. Dabei können Teile des Prüfgases Strahlung absorbieren, was wiederum den Fluß der emittierten Elektronen, die den Grundstrom und die Empfindlichkeit der Meßzelle bestim-

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men, ändert. Außerdem würden sich Bestandteile des thermischen Energie von 0,038 eV bei Raumtempezu prüfenden Gases sowie des Trägergases, selbst bei ratur ergeben sich so effektive Energien bis über kleinster Verunreinigung desselben, auf der Sekun- 12 eV. In Argon haben sich Werte bis zum Doppeldärelektronen durch Einwirkung von UV-Strahlung ten dieses Effektivwertes ergeben,
emittierenden Metalloberfläche niederschlagen. Ein 5 Die in der erfindungsgemäß separat angeordneten solcher Überzug im Innern des Gaskanals auf der Elektronenerzeugungskammer gebildeten Elektronen emittierenden Metallfläche würde die Emissionseigen- strömen mit einem Spülgasstrom in die erste Ionisaschaften verschlechtern. Es ist aber bekannt, daß bei tionskammer und mischen sich dort mit dem Prüfgas der Erzeugung von Sekundärelektronen äußerste aus der Meßkolonne. Dabei bewirken sie infolge ihres Sauberkeit notwendig ist. io nun höheren Energieniveaus die Ionisierung der Be-

Demgemäß werden die ionisierenden Elektronen standteile des Prüfgasstromes. Infolge elastischer und gemäß der Erfindung durch Fotoemission in einem nichtelastischer Zusammenstöße mit dem Spülgas Raum der Meßzelle erzeugt, der von dem Raum, in (Argon) und anderen anwesenden Gasen verlieren dem ihre Einwirkung auf das Prüfgas vonstatten geht, Elektronen jedoch einen Teil der erreichten Energie, getrennt ist, so daß das Träger- und das Prüfgas mit 15 Da der erste Anregungszustand von Argon 11,6 eV der Elektronenquelle nicht in Berührung kommt. beträgt, wirkt das Argon als Energieabfluß und hält Durch ein Spülgas, wie z. B. Argon, werden die Elek- die Elektronenenergie so etwa auf diesem Niveau, tronen dem Raum zugeführt, in den die Ionisation Dadurch wird bewirkt, daß nur eine geringe Ionisades Prüfgases erfolgt. Gelangen sie in Nähe der in tion des Spülgases eintritt. Gase mit geringerer Ionider Ionisationsmeßzelle angeordneten Anode, so 20 sationsspannung werden jedoch ionisiert und können werden sie durch diese beschleunigt und erhalten da- dadurch rasch und bequem gemessen werden. Die mit die zur Ionisierung des Prüfgases notwendige Arbeitsweise der Ionisierungskammer ist ähnlich der Energie. Jedoch wird das Trägergas nicht ionisiert. eines Geiger-Proportionalzählers; die Elektrode wird Damit werden die oben angeführten Nachteile über- positiv geladen, so daß von der Ionisierung von Bewunden, die entstehen würden, wenn man bei den 25 standteilen des Prüfgases herrührende Elektronen an seitherigen Anordnungen die zur Ionisierung des der Elektrode gesammelt v/erden. Durch Steigerung Prüfgases notwendigen Elektronen durch Emission der Spannung der Ionisationskammer kann eine Vervon Sekundärelektronen beispielsweise durch UV- vielfachung der Elektronen durch Stoßionisation erStrahlung erzeugen würde. Die Verwendung von reicht werden, so daß ein stärkeres elektrisches Signal radioaktiven Substanzen zur Ionisierung und die da- ₃₀ erzielt wird.

durch bedingten Sicherheitsanordnungen an einem Bei einer Ausführungsform ist eine verhältnismäßig

derartigen Gerät sowie die damit verbundenen hohen große Elektronenerzeugungskammer vorgesehen, die Kosten sind eliminiert. Durch die Ausschaltung des eine Ultraviolettlampe enthält. Die Ionisationskambeachtlichen Störpegels radioaktiver Substanz ist die _mer ist relativ klein. Ihre Mindestgröße ist durch die Empfindlichkeit des Gerätes erhöht. 35 Durchbruchspannung zwischen den Elektroden und

Die Verwendung von Wasserstoffflammen-Meß- der Kammerwand bestimmt. Die Empfindlichkeit der kammern, wie sie beispielsweise in der oben ange- Meßzelle ist annähernd proportional dem Volumen, führten Literaturstelle beschrieben sind, ist mit dem Das Volumen soll auch nicht so groß sein, daß eine Nachteil behaftet, daß sie in Räumen oder Gebieten Verbreiterung der Impulsspitzen durch Verteilung mit Explosionsgefahr nicht möglich ist. Außerdem 40 der Bestandteile des Prüfgases im Trägergas eintritt, wird für Anwendungsgebiete, wo ein rasch veränder- Das Spülgas unterstützt eine scharfe Ausbildung der licher Probegehalt gemessen werden soll, wie dies das den einzelnen Bestandteilen der Probe zuzuordnenbeispielsweise bei der Gaschromatographie der Fall den Impulsspitzen bzw. erzeugt ein kleineres effekist, eine Meßzelle mit einem sehr geringen effektiven tives Volumen, da die Bestandteile des Prüfgases mit Volumen benötigt. Auch diesen Anforderungen ge- 45 höherer Geschwindigkeit durch die Zelle gespült nügt eine Anordnung gemäß der Erfindung. werden.

Kurz zusammengefaßt werden die oben angeführ- Als Material für die angestrahlte Fläche der Elek-

ten Aufgaben gemäß der Erfindung wie folgt gelöst. tronenerzeugungskammer kommen solche Metalle in In eine Meßzelle herkömmlicher Art wird das Prüf- Betracht, deren Elektronenaustrittsarbeit geringer als gas, das in einem Trägergas mitgeführt wird, einge- 50 die Energie ist, die von der optischen Lichtquelle bei bracht. Durch ein Spülgas werden der Meßzelle Elek- Abgabe von Protonen abgegeben wird. Es eignen sich tronen zugeführt, die durch Fotoemission in einer als derartige Materialien Aluminium, Wismuth, Cadzweiten, mit dieser Meßzelle verbundenen Kammer mium, Kobalt, Kupfer, Blei, Molybdän, Silber, Tanerzeugt werden. Die Elektronen werden durch die der tal, Zinn und Zink. Es können auch metallische Flä-Meßzelle angeordnete Anode beschleunigt. Der Spül- 55 chen in oxydischer Form vorliegen. Vorzugsweise gasstrom vermischt sich mit dem das Prüfgas enthal- wird Kupfer verwendet, da hier eine Oxydation die tenden Trägergasstrom. Daraufhin findet die Ionisie- Emission von Photoelektronen nicht nennenswert rung des Prüfgases statt. Der Ionisierungsstrom zwi- ändert. Bei Metall mit niederer Austrittsarbeit, wie sehen Anode und Kathode wird gemessen. _z. B. Kalium oder Caesium, genügt nicht im sicht-

Die Vorgänge in der erfindungsgemäßen Meßzelle 60 baren Bereich. Es können auch Röntgenstrahlen verwerden zur Zeit wie folgt gedeutet: wendet werden. Als Spülgase kommen außer Argon

Das Auftreffen energiereicher Protonen auf die noch Helium, Neon, Krypton und Xenon in Betracht, metallische Oberfläche des Gehäuses bewirkt einen vorausgesetzt, daß sie hinreichend rein vorliegen. Austritt von Elektronen mit einer Energie, die nur Weiterhin ist an das Spülgas und an das Trägergas wenig oberhalb der thermischen Energie liegt. Diese 65 die Anforderung zu stellen, daß ihre Ionisationsnehmen in der Edelgasatmosphäre infolge des elek- spanne über der Ionisationsspannung des Prüfgases trischen Feldes eine Energie an, die mehrere hundert- liegt, so daß sie nicht von den in die Ionisationskammal so groß ist wie die thermische Energie. Bei einer mer eintretenden Elektronen ionisiert werden.

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Die seither vorliegenden Messungen schließen die 24. In der Elektronenerzeugungskammer ist eine Möglichkeit nicht aus, daß in der Elektronenerzeu- Elektronenquelle angeordnet. Gemäß der dargestellgungskammer auch metastabile Atome des Spülgases ten vorzugsweisen Ausführungsform ist eine Ultraerzeugt werden. Die metastabilen Atome gelangen violettlampe 25 in einem Sockel 26 und dieser wieder ebenfalls in die Ionisationskammer und tragen dort 5 in einem Stopfen 27 befestigt, die Lampe 25 wird von durch Zusammenstöße mit Bestandteilen des Prüf- einer Stromquelle 28 gespeist. Das Gehäuse umgases auch zur Ionisation derselben bei. Die Haupt- schließt eine metallische Räche, die beim Auftreffen ionierungsarbeit scheint jedoch von den Elektronen der Strahlung aus der Lampe Photoelektronen abgibt, herzurühren, da ihre mittlere Translationsgeschwin- Zweckmäßig kann das Gehäuse aus einem Kupferdigkeit etwa das Fünftausendfache derjenigen von io rohr bestehen, welches sowohl das mechanische GeArgon (das beispielsweise als Spülgas verwendet häuse für die Meßzelle abgibt und außerdem als wird) beträgt. Der Übergang vom metastabilen Zu- metallische Fläche wirkt. Weiterhin sind übliche Vorstand in den stabilen Zustand wirkt bei den Spülgas- richtungen zur Messung der Ionisation vorgesehen, atomen auch als Energieabfiuß für die energiereich- einschließlich einer Stromquelle 31 und eines Eleksten Elektronen, so daß dadurch die Möglichkeit 15 trometer-Verstärkers 32; die Wand des Metallgehäueiner Ionisation des Trägergases ebenfalls verringert ses und eine Elektrode 33 bilden die Ionisationskamwird. mer, die Elektrode ist in einem Isolierstopfen 34 Als optische Energiequellen zur Elektronenerzeu- befestigt. Für den Gasaustritt aus der Ionisationsgung kommen außer Ultraviolettlampen auch noch kammer ist eine Gasableitung 35 vorgesehen. Eine Quecksilberlichtbogen, Wasserstofflampen, Xenon- 20 Gaszuführung 36 dient zur Einleitung eines Gaslampen, Heizdrähte oder Röntgenröhren in Betracht, stromes in die Elektronenerzeugungskammer. Eine sofern das Auftreffen der von ihnen ausgesendeten weitere Gaszuführung 37 ist vorgesehen, um das Strahlen auf eine metallische oder metalloxydische Prüfgas aus der chromatographischen Kolonne in die Fläche das Auftreten von Elektronen bewirkt. Ionisationskammer einzuführen.

Zur weiteren Veranschaulichung wird im folgen- 25 Gemäß einer speziellen Ausbildung der Meßzelle den ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf nach F i g. 2 wird die Ionisationskammer 24 von die Zeichnungen beschrieben. einem Kupferrohr mit 9,5 mm Außendurchmesser Fig. 1 ist ein Blockbild und veranschaulicht die gebildet, dann ergibt sich eine Ionisationskammer Anwendung der Meßzelle in Verbindung mit einem mit einem Volumen von etwa 1 ml. Die Lampe 25 Gaschromatographen; 30 war vom Typ Pen-Ray Nr. 11-SC-l, die Elektronen-F i g. 2 zeigt eine vorzugsweise Ausführungsform erzeugungskammer bestand aus einem Stück Kupferder Meßzelle gemäß der Erfindung; rohr mit 15,9 mm Außendurchmesser. Es wurde eine Fig. 3 bis 10 zeigen abgeänderte Ausführungsfor- veränderliche 2000-V-Stromquelle verwendet in Vermen der Meßzelle gemäß Fig. 2; bindung mit einem Mikro-Mikro-Amperemeter (Mo-Fig. Il und 12 zeigen weitere, abgeänderte Aus- 35 ^dell Kiethley Mr. 410) als Verstärker. Die Meßzelle führungsformen, die mit einem Beschleunigungsgitter der Erfindung wird bei chromatographischen Analyneben der Elektronenquelle ausgestattet sind. sen in der gleichen Weise wie übliche Meßkammern

Die Meßzelle der Erfindung wird nachfolgend in verwendet.

Verbindung mit einem Gaschromatographen be- Die im einzelnen gewählte Anordnung der Bauschrieben; sie ist jedoch auf diese Anwendungsform 40 elemente der Meßzelle ist nicht entscheidend. Die nicht beschränkt und kann bei der Analyse beliebiger Ausführungsform gemäß F i g. 3 ist ähnlich der von Prüfgasströme mit ionisierbaren Verbindungen ein- F i g. 2, sie enthält jedoch einen nach innen gerichgesetzt werden. teten Rücken 40 an der Verbindungsstelle der beiden F i g. 1 zeigt eine typische Anordnung eines Gas- Kammern des Gehäuses sowie eine Prallplatte 41, die Chromatographen mit einem Druck- oder Strömungs- 45 auf der Zuführungsleitung 37 kurz vor deren Ende regler 15, einer Probezuführung 16, der chromatogra- befestigt ist. Eine solche Bauart erzwingt eine intenphischen Kolonne 17, einer Meßzelle 18 und einem sivere Vermischung der zwei eintretenden Gasströme Schreiber 19. Der Fluß des Trägergases wird durch und beseitigt praktisch vollständig jegliche Diffusion den Druckregler 15 gesteuert; gewöhnlich wird Argon des Prüf gases aus der Kolonne in die Elektronenverwendet, es können jedoch auch andere Gase wie 5° erzeugungskammer 23. Ausführungsformen entspre-Helium eingesetzt werden. chend der Fig. 2 und 3 werden im allgemeinen als Zu einer bestimmten Zeit wird eine Probemenge geradlinige Zellen bezeichnet. Fig. 4 zeigt eine ähndurch die Probezuführung 16 in das Trägergas einge- liehe Bauart, bei der der Fluß des Gasstromes durch spritzt, die Bestandteile der Probe werden beim die Elektronenerzeugungskammer 23 rechtwinklig Durchtritt durch die chromatische Kolonne vonein- 55 zum Gasstrom durch die Ionisationskammer 24 verander getrennt. Die Meßzelle liefert einen Ausgangs- läuft. Diese Bauform wird gewöhnlich als L-Zelle bestrom, dieser zeigt die Zeitdauer an, welche für jeden zeichnet.

Bestandteil zum Durchfluß durch die Kolonne erfor- Zwei Ausführungsformen von Γ-Zellen sind in den derlich ist, und gibt außerdem eine quantitative F i g. 5, 6 und 7 dargestellt. In der Meßzelle gemäß Messung jeden Bestandteils. Der Ausgangsstrom 60 Fig. 5 liegen die Achsen der beiden rohrförmigen aus der Meßzelle wird gewöhnlich in irgendeiner Bauelemente, welche die beiden Kammern des GeForm für die spätere Durchsicht und Prüfung häuses bilden, in der gleichen Ebene, während diese aufgezeichnet, kann jedoch auch nur für die gleich- Achsen in der Bauform gemäß den F i g. 6 und 7 zeitige visuelle Beobachtung auf ein Zeigergerät über- gegeneinander versetzt sind. In der Ausführungsform tragen werden. 65 gemäß Fig. 8 und 9 ist die Elektronenerzeugungs-Die Meßzelle ist im einzelnen in Fi g. 2 dargestellt; kammer 23 ringförmig um die Ionisationskammer 24 sie umfaßt ein Gehäuse 22 mit einer Elektronen- gelegt, an Stelle der geraden Lampe 25 wird eine erzeugungskammer 23 und einer lonisierungskammer kreisförmige Lampe 42 verwendet. In einer prakti-

Claims (1)

1. 7 8

   sehen Ausführung dieser Bauart wurde eine Lampe leitung 36 eintretenden Gasstrom durch die Öffnung

   Pen-Ray Nr. ll-SC-5 verwendet. 52 in die Ionisationskammer 44 gespült. Das Sieb

   Fig. 10 zeigt eine andere Ausführungsform der oder Gitter 50 hat gegenüber der Wand der Kammer Meßkammer, die aus einem massiven Kupferblock 70 43 ein positives Potential und kann demgemäß als hergestellt worden ist. Im Inneren des Blockes 70 5 Anode bezeichnet werden. In der Anwendung wird wurde durch geeignete Maßnahmen, wie etwa Aus- die Anode normalerweise bei einem Potential von bohren, eine Kammer 71 hergestellt. Eine Hülse 72, etwa 800 V gegenüber der Kammerwand betrieben, die als Wand der Ionisationskammer dient, springt Die besondere Beschleunigungsanode gemäß der von einem Sockel73 vor, der wiederum mittels einer Ausführungsform nach Fig. 11 ist für den Betrieb Platte 74 gegen eine Außenfläche des Blockes 70 ge- ίο der Meßzelle nicht notwendig, da die positive Elekklammert ist. Zwischen der Platte 74 und dem Sok- trode der Vorrichtung zur Ionisationsmessung das kel 73 ist eine Isolierscheibe 75 angeordnet, die Mit- für die Energiesteigerung der Elektronen notwendige telelektrode 33 ist in der Isolierscheibe 75 befestigt Feld aufrichten kann. Das Gitter 50 kann verwendet und ragt in die Hülse 72. Die Rohrleitung 37 von der werden, um durch Abfangen eines Teils der photochromatographischen Kolonne führt durch eine Rohr- 15 emittierten Elektronen den Grundstrom oder Störbefestigung 76 in den Block 70 und endet am offenen pegel zu steuern oder zu verringern.
   Ende der Hülse 72. Die Rohrleitung 36 zur Zufüh- Eine andere Bauart einer Meßzelle mit Beschleurung des Argon-Spülungsgases endet in einer anderen nigungsanode ist in Fig. 12 dargestellt. Ein metal-Rohrbefestigung 77 und steht mit der Kammer 71 in lisches Rohr 60 ist an beiden Enden mit Isolierstop-Verbindung. Die Lampe 25 wird von einer Hülse 78 20 fen 61 bzw. 62 verschlossen. Eine Einlaßleitung 63 getragen, welche mittels einer Rohrbefestigung 79 am von der gaschromatischen Kolonne führt durch einen Block angebracht ist; die Lampe liegt in der Kammer der Stopfen, hier den Stopfen 62, während eine Gas-71 oberhalb der Rohrleitung 37. Vorzugsweise ist die austrittsleitung 64 im anderen Stopfen angeordnet Hülse 72 etwas konisch ausgebildet, wodurch bessere ist; Zu- und Ableitung gestatten einen guten Gasfiuß Gasströmungseigenschaften innerhalb der Meßzelle 25 durch das Rohr. Die Ultraviolettlampe 25 ist in erzielt werden. Die Abgasleitung 35 führt durch den einem Sockel 26 befestigt, welcher von dem Stopfen Sockel 73 und steht mit dem Inneren der Hülse 72 in 62 getragen wird. Eine Beschleunigungsanode wie Verbindung. Diese Bauart ergibt eine feste und über- etwa das Gitter 50 erstreckt sich zwischen den Stopsichtliche Meßzelle, die leicht hergestellt, zusammen- fen 61 und 62 und umgibt die Lampe 25. Die Ionisagesetzt und wieder ausemandergebaut werden kann 30 tionsmeßvorrichtung gemäß Fig. 11 kann betrieben und gut gegen äußere Einflüsse abgeschirmt ist. Die werden, indem die positive Seite der Stromquelle 45 Meßzellen gemäß F i g. 3 bis 10 werden in gleicher mit der Anode 50 und die andere Klemme mit der Weise wie die Meßzelle gemäß F i g. 2 angeschlossen Röhre 60 verbunden wird. Bei dieser besonderen und betrieben. Ausführungsform liegen die Elektronenquelle und

   Eine andere abgewandelte Ausbildung der Meß- 35 die Ionisationskammer innerhalb eines einzigen Rauzelle, wie sie bei manchen Anwendungen zweck- mes; das ergibt eine mechanisch einfachere Meßzelle, mäßig ist, ist in Fig. 11 dargestellt. Die Meßzelle ist die jedoch nicht all die Vorteile der früher beschrieals T-Einheit ausgebildet und weist ein erstes Rohr- benen Ausführungsformen aufweist. Diese Ausfühstück 43, welches als Elektronenerzeugungskammer rungsform erlaubt die Verwendung einer Anode zur dient, und ein zweites, als Ionisationskammer dienen- 40 Elektronenbeschleunigung direkt neben der Elekdes Rohrstück 44 auf. Das aus der chromatographi- tronenquelle ohne Notwendigkeit für eine besondere sehen Kolonne abströmende Gas wird gemäß der dar- Stromquelle.

   gestellten Ausbildung von links nach rechts durch die Es sei darauf hingewiesen, daß zwar alle Ausfüh-Ionisationskammer geleitet. Es werden übliche Vor- rungsformen vorstehend in Verbindung mit einer richtungen zur Ionisationsmessung verwendet, ein- 45 Herstellung aus Metallrohren beschrieben worden schließlich einer Stromquelle 45, eines Elektrometer- sind, daß diese Bauart jedoch nicht zwangsweise erVerstärkers 46 und eines Anzeigers oder Schreibers forderlich ist. Beispielsweise können Glasrohre oder 47; eine Zuleitung des Verstärkers ist mit dem Rohr andere Baumaterialien verwendet werden, es ist nur 44 verbunden, die positive Klemme der Stromquelle notwendig, daß in der Elektronenerzeugungskammer ist an eine Elektrode 48 angeschlossen, welche inner- 5° eine metallische Fläche anwesend ist, aus der Elekhalb der Ionisationskammer durch einen Isolierstop- tronen emittiert werden können. Bei einer praktifen 49 befestigt ist. sehen Ausführung wurde ein Glasrohr verwendet,

   Innerhalb der Elektronenerzeugungskammer 43 ist das Innere des Rohres war mit einer Metallfolie auseine Elektronenquelle angeordnet, die mit der Elek- gelegt. Entsprechend muß die Ionisationskammer tronenquelle gemäß der Ausführungsform nach 55 eine positive und eine negative Elektrode aufweisen, F i g. 2 übereinstimmen kann. Die Elektronenerzeu- sie kann jedoch ebenfalls aus einem Glasrohr begungskammer ist weiterhin mit Vorrichtungen zur' stehen, in welchem die beiden Elektroden befestigt Errichtung eines elektrischen Feldes in der Kammer sind. Es sei noch bemerkt, daß die Elektronenerzeuausgestattet, durch das die Energie der in der Kam- gungskammer auch eine Wandung aus Glas oder mer erzeugten Elektronen beträchtlich gesteigert 60 Quarz mit der Metallfläche im Inneren der Kammer werden kann. Gemäß der Ausführungsform nach und der Lichtquelle außerhalb der Kammer aufwei-Fig. 11 ist innerhalb des Rohres 43 rund um die sen kann, die Strahlung von der Lichtquelle wird Lampe 25 ein Metallsieb oder -gitter 50 angeordnet, dann durch die Glaswandung hindurch auf die das Gitter ist an dem Isolierstopfen 27 befestigt. Zwi- Metallfläche gerichtet,
   sehen die Metallwandung und das Gitter ist eine 65 ..
   Stromquelle 51 zur Elektronenbeschleunigung ge- Patentansprüche:
   schaltet. Die in der Kammer 43 erzeugten energie- 1. Meßzelle zur Erzeugung eines elektrischen reichen Elektronen werden von dem durch die Rohr- Signals zur Anzeige der Gegenwart einer festzu-

   stellenden ionisierbaren Gaskomponente (Prüfgas), die eine erste Kammer aufweist, in der Elektroden zur Erzeugung eines elektrischen Feldes vorgesehen sind, sowie Einlaß- und Auslaßmittel zur Zu- und Ableitung des Prüfgases, und die Ionisierung des Prüfgases in dieser ersten Kammer stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zweiten, mit der ersten verbundenen Kammer (23) durch eine optische Strahlungsquelle (25) an den Wandungen derselben Sekundärelektronen ausgelöst werden, die durch die Strömung eines von den Sekundärelektronen im wesentlichen nicht ionisierbaren Spülgases und durch die Beschleunigung durch das Potential der Elektroden (23) in der ersten Kammer (24) denselben zugeführt werden und dort die Ionisierung des Prüfgases bewirken.

   2. Meßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (25) ein Ultraviolettstrahler ist. ao

   3. Meßzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandfläche der zweiten Kammer (24) aus Kupfer besteht.

   4. Meßzelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas und das Spülgas Edelgase sind.

   5. Meßanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas und das Spülgas im wesentlichen aus Argon bestehen.

   6. Meßzelle nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptbestandteile des Träger- und des Spülgases eine Anregungsspannung haben, die so hoch liegt, daß diese Gase durch die Elektronen höchster Energie, die in der Ionisierungskammer (23) erzeugt werden, nicht ionisiert werden.

   7. Meßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg des Spülgases durch die zweite, zur Erzeugung der Elektronen dienenden Kammer (23) in einer Linie liegt mit dem Weg des Prüfgases durch die erste zur Ionisierung desselben dienenden Kammer (24), wobei im Verbindungsabschnitt zwischen den beiden Kammern (23, 24) Vorrichtungen (40, 41) zur Ausrichtung des Spülgasstromes auf die erste Kammer (24) hin angeordnet sind.

   8. Meßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg des Spülgases durch die zweite Kammer (23) ungefähr im rechten Winkel zum Weg des Prüfgases durch die erste Kammer (24) liegt, wobei die erste Kammer (24) an dem von der Vorrichtung zur Zuleitung des Spülgases (36) entfernten Ende der zweiten Kammer (23) angeordnet ist, und dadurch, daß die Mittel zur Zuleitung des Prüfgases (37) im Übergangsabschnitt zwischen den beiden Kammern (23, 24) angebracht und auf die erste Kammer (24) gerichtet sind.

   9. Meßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (23) konzentrisch um die Ionisationskammer (24) herumgelegt ist, wobei die Vorrichtung zur Einleitung und Ausrichtung des Prüfgasstromes (32) im Verbindungsabschnitt zwischen den beiden Kammern (23, 24) angeordnet und auf die erste Kammer (24) hin ausgerichtet sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1074293;
   französische Patentschrift Nr. 1220 332;
   »Nature« (London), 182 (1958), 4, S. 1663 und 1664.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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