DE2050653A1

DE2050653A1 - Verfahren zum Betrieb einer Halogennachweisdiode und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2050653A1
Application number: DE19702050653
Authority: DE
Inventors: Walter Triesen Schädler (Liechtenstein). GOIn 27-62
Original assignee: Balzers AG
Current assignee: OC Oerlikon Balzers AG
Priority date: 1970-06-30
Filing date: 1970-10-15
Publication date: 1972-01-05
Also published as: US3739260A; NL145678B; DE2050653C3; CH506062A; NL7012200A; FR2096215A5; DE2050653B2; GB1325242A; JPS5531895B1

Description

Verfahren zum Betrieb einer Halogennachweisdiode und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Die vorliegende Erfindung findet in erster Linie Anwendung zur Feststellung von Undichtigkeiten von Behälterwandungen, wobei auf der eineiji Seite der zu prüfenden Behälterwand eine ein halogenhaltiges Gas enthaltende Atmosphäre hergestellt wird und auf der anderen Seite das Hindurchtreten dieses Gases durch eine etwaige Undichtigkeit der Wand mit Hilfe einer Diode mit einer bei Anwesenheit eines halogenhaltigen Gases Ionen emittierenden beheizten Anode nachgewiesen wird. Derartige Dioden und deren Verwendung sind bekannt und z. B. in der Schweizer Patentschrift No. 269 214

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beschrieben worden.

Ein sehr störender Nachteil dieser sogenannten Halogennachweisdioden besteht darin, dass der Grundionenstrom d.h. der Ionenstrom, der beim Betrieb durch die Diode fliesst, wenn kein Halogen auf die beheizte Anode auftrifft, starken Schwankungen unterliegt. Aus nicht näher bekannten Gründen kann er z. B. trotz anscheinend gleichbleibender Anodentemperatur fast auf den Wert Null zurückgehen oder auf ein Mehrfaches des ursprünglichen Wertes ansteigen. Während der Zeit, während welcher kein oder ein zu geringer Ionenstrom fliesst, ist die Diode unempfindlich gegenüber Halogen, dagegen führt ein längerer Betrieb bei zu hohem Ionenstrom zu einer starken,Verkürzung der Lebensdauer der Nachweisdiode. Es ist also eine häufige Kontrolle des Grundionenstroms erforderlich, um sicher zu sein, dass die Diode messbereit ist, d.h. auf etwa eintreffendes halogenhaltiges Gas ansprechen wird und gleichzeitig nicht überlastet wird. Unter halogenhaltigern Gas werden hier Gase und Dämpfe, welche Halogenatome enthalten, verstanden.

Der beschriebene Nachteil ist umso ausgeprägter, je empfind-

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licher eine Halogennachweisdiode ist. Das bedeutet, dass der Effekt umso störender ist, je kleiner die Gaseinströmung ist, die nachgewiesen werden soll. Dazu kommt, dass nicht nur der Grundionenstrom an sich schwankt, sondern dass nach Einwirkung von halogenhaltigem Gas die Anode der Nachweisdiode für eine bestimmte Zeit "vergiftet" ist, d. h. auf eine nachfolgende Halogeneinwirkung nur vermindert oder überhaupt nicht mehr anspricht. Um diese "Vergiftung" zu beseitigen, musste die Nachweisdiode nach jeder strirkeren Halogeneinwirkung mit halogenfreiem Gas durchspült werden, was umständlich und zeitraubend war.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die beschriebenen Nachteile zu mindern und ein Betriebsverfahren zum Betrieb einer Halogennachwelsdiode anzugeben, welches insbesondere eine häufige Kontrolle des Grundionenstroms überflüssig macht und die sogenannte Vergiftung wesentlich verringert. Wie sich gezeigt hat, kann nach der Erfindung auch die Grosse der Halogeneinwirkung quantitativ genauer bestimmt werden als bisher. Darüberhinaus wurde gefunden, dass mit dem neuen Verfahren eine Verlängerung der Lebensdauer der Nachweisdiode ( Ionenquelle ) erzielt wird.

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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung (Schaltung) zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Bisher wurden, wie erwähnt, häufig Einrichtungen verwendet, mit denen die Halogennachweisdiode periodisch mit einem halogenfreien Gas ζ. B. mit frischer Luft bespült werden konnte. Der nach dem Bespülen gemessene neue Orundionenstrom diente dann als Ausgangspunkt für die folgende Feststellung einer halogenhaltigen Oaseinströmung, Um einen möglichst gleichbleibenden Orundionenstrom zu erhalten, wurden auch schon Einrichtungen zur Konstanthaltung der Anodenheizleistung vorgesehen. Auch Einrichtungen, bei denen die Temperatur der Anode mit Hilfe von Temperaturfühlern laufend gemessen, und die Heizleistung dann entsprechend eingeregelt wurde, um eine möglichst konstante Anodentemperatur und damit einen konstanten Orundionenstrom zu erhalten, sind schon vorgeschlagen worden. Es hat sich aber gezeigt, dass damit wohl eine gewisse Verbesserung gegenüber der Methode der Heizstrom-Konstanthaltung erreicht wird, jedoch eine über längere Zeit konstante Gründern!sslon bzw. Röhrenempfindllchkeit nicht sichergestellt werden kann«

Das erfindungsgemässe neue Verfahren zum Betrieb einer HaIogennaohweisdiode ist nun dadurch gekennzeichnet, dass

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Heizleistung zur Beheizung der Anode in Abhängigkeit vom lonenatrom duroh die Diode laufend derart eingeregelt wird, dass alle auftretenden Ionenstrcmänderungen wenigstens zum Teil wieder rückgängig gemacht werden.

Insbesondere wird empfohlen, die Heizleistung laufend so einzuregeln, dass der Ionenstrom duroh die Diode einen annähernd konstanten Wert beibehält. Nach der Erfindung wird also die Anodenheizleistung verringert, wenn der Ionenstrom z. B. infolge Auftreffens von Halogen auf die Anode zunimmt, dagegen wird die vergrössert, wenn der Ionenstrom abnimmt. Duroh diese M&ssnahme wird eine eingetretene Aenderung des Ionenstromes innerhalb einer kurzen Einregelungszeit mehr oder weniger rückgängig gemacht.

Zum Nachwels halogenhaltigen Gases dient vorteilhafterweise die lonenatromspitze, die vorübergehend bis zum Wirksamwerden der beschriebenen Regelung auftritt, wenn Halogen auf die Anode der Diode auftrifft.

Wenn, wie häufig bei der Lecksuche, lediglich nachgewiesen werden soll, ob ein Leck bestimmter Mindestgrösse vorhanden ist, kann der Messverstärker mit einem Diskriminator ausge-

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rüstet werden, so dass die Anzeigevorrichtung nur dann anspricht und das Leck anzeigt, wenn die genannte Ionenstromspitze bei Einströmung von halogenhaltigen» Oas in den Diodenraum einen vorgewählten Schwellenwert überschreitet. Es kann auch die Regelgrösse selbst, also der Ionenstrom, als Messgrösse verwendet werden.

Die anliegende Zeichnung zeigt schematisch eine Anordnung mit der die Erfindung ausgeübt werden kann.

1 bezeichnet die Halogennaohweisdiode, deren Signal - der Ionenstrom - durch den logariCTjIsch oder linear arbeitenden Messverstärker 2 verstärkt und an dem Anzeigeinstrument 5 abgelesen wird oder akustisch durch das Gerät 4 angezeigt wird. Gleichzeitig speist das genannte Signal den Regelverstärker 5» der seinerseits das Stellglied 6 beeinflusst, derart, dass der von der Stromversorgung 7 gelieferte Heizstrom für die Anode der Halogennachweisdiode 1 selbstätig verringert bzw. vergrössert wird, wenn der Ionenstrom durch die genannte Diode einen einstellbaren Sollwert über- bzw. unterschreitet.

Beispielsweise wird auf einen Sollwert von 5 Mikroampere eingestellt. Sobald infolge einer Schwankung oder infolge von Halogeneinwirkung der Ionenstrom durch die Diode sich ändert, gibt der Regelverstärker ein Signal an das Stellglied, wel-

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ches der Aenderung entgegenwirkt. Die Zeitkonstante des Regelkreises wird zweckmässigerweise so gewählt, dass die bei Einwirkung von Halogen während der Sinregelungszeit auftretende Ionenstromspitze bequem gemessen oder registriert werden kann, wogegen die verhältnismässig langsamen Schwankungen des Grundionenstromes keinen messbaren Ausschlag ergeben.

Die Erfahrung hat gezeigt, dass mit dem beschriebenen neuen Verfahren die eingangs erwähnten Ziele der Erfindung in vollem Umfange erreicht werden. Das erfindungsgemässe Verfahren kann nicht nur zur Lecksuche verwendet werden, sondern immer eingesetzt werden, wenn halogenhal» tige Oase oder Dämpfe nachgewiesen werden, sollen.

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Claims

PATENTANSPRUECHE

lj Verfahren zum Betrieb einer Halogennachweisdiode mit einer beheizbaren, bei Auftreffen von halogenhaltigern Gas Ionen emittierenden Anode, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung zur Beheizung der Anode in Abhängigkeit vom Ionenstrom durch die Diode laufend derart eingeregelt wird, dass alle auftretenden Ionenstromänderungen wenigstens zum Teil wieder rückgängig gemacht werden.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzei chnet, dass die der Anode zugeführte Heizleistung laufend auf einen solchen Wert eingestellt wird, dass der Ionenstrom durch die Diode annähernd einen konstanten Wert beibehält.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ionenstromspitze, welche bei Einwirkung halogenhaltigen Gases auf die Anode der Nachweisdiode auftritt, gemessen und als Mass für die Halogeneinwirkung dient.

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4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, welche eine Halogennachweisdiode _f einen Messverstärker, ein Anzeigegerät und ein Stromversorgungsgerät zur elektrischen Beheizung der Anode der Nachweisdiode aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeleinrichtung zur automatischen Regelung der der Anode der Nachweisdiode zugeführten Heizleistung in Abhängigkeit vom Ionenstrom durch die Diode vorgesehen ist.
5. Anordnung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung so ausgebildet ist, dass sie den Ionenstrom durch die Halogennachweisdiode durch Beeinflussung der Anodentemperatur auf einen konstanten Wert einregelt.

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