RU150155U1 - Источник ионизации на коронном разряде - Google Patents
Источник ионизации на коронном разряде Download PDFInfo
- Publication number
- RU150155U1 RU150155U1 RU2013123884/07U RU2013123884U RU150155U1 RU 150155 U1 RU150155 U1 RU 150155U1 RU 2013123884/07 U RU2013123884/07 U RU 2013123884/07U RU 2013123884 U RU2013123884 U RU 2013123884U RU 150155 U1 RU150155 U1 RU 150155U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- corona
- ionization source
- corona discharge
- substrate
- electrodes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
1. Источник ионизации на коронном разряде, характеризующийся тем, что он включает коронирующий электрод, выполненный в виде проволочной нити из тугоплавкого металла диаметром от 20 до 100 мкм протянутой внутри проволочной спирали, выполненной из нержавеющей стали, причем коронирующий и внешний электроды подключены к выходу высоковольтного источника питания (плюсу и минусу соответственно) через высокоомные резисторы, причем электроды смонтированы на подложке с помощью преимущественно керамических изоляторов, причем в качестве материала подложки могут быть использованы полимерные материалы, причем с целью исключения рекомбинации ионов в конструкции подложки предусмотрен штуцер для подключения к побудителю расхода воздуха.2. Источник ионизации на коронном разряде по п.1, отличающийся тем, что в качестве коронирующего электрода использована проволочная нить из вольфрама.3. Источник ионизации на коронном разряде по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала подложки использована керамика.
Description
Полезная модель относится к газоразрядной технике для получения заряженных частиц (ионов) и может быть использована в качестве ионизатора при разработке газосигнализаторов для определения пороговых концентраций, спектрометров ионной подвижности (СИП), спектрометров с приращением ионной подвижности (СПИП), в масс-спектрометрии, в приборах для контроля газообразных примесей в воздухе и т.д.
В большинстве приборов газового анализа воздуха применяют традиционные источники ионизации на основе трития и Ni63, являющихся источниками бета-излучения. В результате ионизации, под воздействием бета-излучения, при атмосферном давлении в области ионизации образуются электроны, положительно и отрицательно заряженные ионы. Эти ионы впоследствии взаимодействуют с молекулами веществ, подлежащих обнаружению, с образованием ионных кластеров, которые регистрируются измерительной системой. Преимуществами радиоактивных источников ионизации являются их простота, стабильность, отсутствие электрических помех, не потребляют дополнительной энергии. Серьезным недостатком применения источников ионизации на основе трития и Ni63 является нормативные препятствия, которые связаны с требованиями безопасности при эксплуатации и проблемами по утилизации, что затрудняет применение приборов с такими источниками ионизации, сужает потребительский рынок.
Альтернативой применения радиоактивного источника ионизации в приборах для контроля газообразных примесей в воздухе может быть источник ионизации на коронном разряде. Преимуществом ионизатора на коронном разряде является возможность регулирования получения концентраций ион-реагента, что не возможно в случае применения радиоактивного источника ионизации, простота конструкции, дешевизна, отсутствие нормативных рамок на применение, эксплуатацию и утилизацию.
Наиболее часто применяются конструкции коронного разряда в виде острие-острие (патенты РФ: №2388125 C1 H01T 023/00, №2398328 C1 H01T 023/00, №2410811 C1 H01T 023/00) и барьерный коронный разряд (патенты РФ: №2078027 C1 B13/11, №2095903 C1 H10T 023/00, №2128143 C1 B13/11, №2208574 С1 B13/11, №2405226 C1 H01J 49/10, H01T 23/00).
Недостаток конструкции острие-острие заключается в том, что поверхность коронирующего острия проволоки под действием физических процессов со временем претерпевает существенные изменения (образование раковин, окисление и т.п.), в результате на поверхности образуются неоднородности, что приводит к изменению характеристик и снижению продолжительности срока службы электрода.
Наиболее подходящим по своему направлению и применению является патент РФ №2405226 С1 H01J 49/10, H01T 23/00 «Источник ионизации на основе барьерного разряда», в котором предложена конструкция ионизационной камеры, включающей индуцирующий электрод, прикрепленный к поверхности диэлектрической пластины и коронирующий электрод, расположенный напротив индуцирующего электрода, причем коронирующий электрод отделен от поверхности диэлектрической пластины газовым промежутком 10-100 мкм. К ионизационной камере подключена система подачи очищенного газа, выполненная с возможностью регулирования объемной скорости газового потока. Предложенная совокупность признаков позволяет генерировать ионы разной полярности, состав и количество которых может управляться в зависимости от напряжения и объемной скорости газового потока в ионизационной камере.
К недостаткам данного устройства можно отнести низкий ресурс барьера. Это связано с тем, что на диэлектрический слой воздействует озон, являющийся сильнейшим окислителем, а также обособленные канальные микроразряды. Такое воздействие совместно с неравномерным нагревом приводит к механическим повреждениям диэлектрика и последующему пробою (короткому замыканию) между электродами. Кроме того для включения барьерного разряда необходимо два отдельных высоковольтных источника питания постоянного и переменного напряжения.
Задачей предлагаемой полезной модели является исключить выше указанные недостатки, а также обеспечить равномерность разряда по всей длине коронирующего электрода, повысить эффективность ионизации молекул анализируемого газа за счет увеличения выноса ионов.
Для решения поставленной задачи предложен источник ионизации на основе коронного разряда, конструкция которого представлена на фигуре 1. Коронирующий электрод (1) выполнен в виде проволочной нити из тугоплавкого метала (вольфрам, вольфрам-сталь и т.д.) диаметром от 20 мкм до 100 мкм протянутой внутри проволочной спирали выполненной из нержавеющей стали (2). Электроды смонтированы на подложке (3) с помощью керамических изоляторов (4). В качестве материала подложки могут быть использованы как полимерные материалы (капролон, полиамид, фторопласт и т.п.), так и керамика. С целью исключения рекомбинации ионов в конструкции подложки предусмотрен штуцер для подключения к побудителю расхода воздуха. Коронирующий и внешний электроды подключены к выходу высоковольтного источника питания (плюсу и минусу соответственно) через высокоомные резисторы.
Суть полезной модели заключается в том, что предложенный источник ионизации на коронном разряде позволяет генерировать ионы, состав и количество которых может управляться в зависимости от приложенного напряжения питания и объемной скорости газового потока. С помощью предлагаемого источника ионизации на основе коронного заряда появляется возможность обнаружения химических веществ в газосигнализаторах на основе интегральных ионизационных преобразователей концентрации, в спектрометрах ионной подвижности, в спектрометрах с приращением ионной подвижности, масс-спектрометрах и т.д.
Схема включения источника ионизации на коронном разряде для интегрального ионизационного преобразователя концентрации представлена на фигуре 2, в состав которой входит источник высокого напряжения 5 подключенный через резисторы к коронирующему (плюс) и внешнему (минус) электродам, коллектор 6 выполненный в виде полого цилиндра подключенный к электрометрическому усилителю 7.
При подаче высокого напряжения между электродами 1 и 2 (фиг.1) возникает коронный разряд, главной особенностью которого являются ионизационные процессы происходящие вблизи электрода 1 с малым радиусом кривизны (коронирующего электрода). Для коронного разряда характерны две зоны: первая с более высокими значениями напряженности поля, в которой происходит активное образование как положительных, так и отрицательных ионов газа, а также лавин электронов, и вторая, в которой под действием электрического поля происходит движение образовавшихся ионов во внешнюю область. Чтобы обеспечить равномерность разряда по всей длине коронирующего электрода, внешний электрод выполнен в виде спирали. Такое исполнение внешнего электрода позволяет использовать его не только как катод, но и как «сетку». При электрическом соединении внешнего электрода через высокомный резистор к минусу источника высокого напряжения появляется возможность регулировать поток ионов во внешнюю область. При этом, чем больше значение номинала резистора (например 100 МОм, 200 МОм, 500 МОм, 1,0 ГОм), тем меньшее количество образовавшихся ионов будут притягиваться к «сетке», отдавая свой заряд, и тем большее их количество попадет во внешнюю область, образуя объемный заряд.
На фигуре 3 представлено изменение сигнала интегрального ионизационного преобразователя концентрации на коронном разряде включенного по схеме представленной на фигуре 2 при воздействии:
1 - диэтилмалоната в концентрации 8·10-5 мг/л,
2 - бензина (насыщенные пары),
3 - дизельное топливо (насыщенные пары),
4 - этиловый спирт (насыщенные пары),
5 - аммиак (насыщенные пары).
Claims (3)
1. Источник ионизации на коронном разряде, характеризующийся тем, что он включает коронирующий электрод, выполненный в виде проволочной нити из тугоплавкого металла диаметром от 20 до 100 мкм протянутой внутри проволочной спирали, выполненной из нержавеющей стали, причем коронирующий и внешний электроды подключены к выходу высоковольтного источника питания (плюсу и минусу соответственно) через высокоомные резисторы, причем электроды смонтированы на подложке с помощью преимущественно керамических изоляторов, причем в качестве материала подложки могут быть использованы полимерные материалы, причем с целью исключения рекомбинации ионов в конструкции подложки предусмотрен штуцер для подключения к побудителю расхода воздуха.
2. Источник ионизации на коронном разряде по п.1, отличающийся тем, что в качестве коронирующего электрода использована проволочная нить из вольфрама.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013123884/07U RU150155U1 (ru) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | Источник ионизации на коронном разряде |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013123884/07U RU150155U1 (ru) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | Источник ионизации на коронном разряде |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU150155U1 true RU150155U1 (ru) | 2015-02-10 |
Family
ID=53292648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013123884/07U RU150155U1 (ru) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | Источник ионизации на коронном разряде |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU150155U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756684C1 (ru) * | 2020-12-23 | 2021-10-04 | Сергей Николаевич Ким | Устройство для создания устойчивого биполярного коронного разряда |
-
2013
- 2013-05-17 RU RU2013123884/07U patent/RU150155U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756684C1 (ru) * | 2020-12-23 | 2021-10-04 | Сергей Николаевич Ким | Устройство для создания устойчивого биполярного коронного разряда |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107807194B (zh) | 电介质阻挡放电离子化检测器 | |
AU2018301556B2 (en) | Bipolar ion generator for air purification and diffuser using bipolar ion generator | |
WO2015179709A4 (en) | Instruments for measuring ion size distribution and concentration | |
CN106961777B (zh) | 一种无机械装置离子风机 | |
JP2018040718A (ja) | 誘電体バリア放電イオン化検出器 | |
CN109254314B (zh) | 环形电极提高带正电的218Po收集效率的测量腔及方法 | |
KR20220007204A (ko) | 베타레이를 이용한 미세먼지 측정 장치 및 이를 이용한 측정방법 | |
US9259742B2 (en) | Electrostatic collecting system for suspended particles in a gaseous medium | |
RU150155U1 (ru) | Источник ионизации на коронном разряде | |
KR20080072928A (ko) | 에어로졸 하전 중화장치 | |
US20050156118A1 (en) | Microfabricated device for selectively removing and analyzing airborne particulates from an air stream | |
RU2503083C1 (ru) | Дифференциальный спектрометр ионной подвижности | |
Tian et al. | Development and experimental investigation of the narrow-gap coated electrostatic precipitator with a shield pre-charger for indoor air cleaning | |
RU144097U1 (ru) | Ионизационный газовый сенсор на основе углеродных нанотрубок | |
RU2293977C2 (ru) | Спектрометр ионной подвижности | |
JP2012096127A (ja) | 電気集塵装置 | |
JP6488026B2 (ja) | コロナ放電アセンブリ、イオンマイグレーション分光計及びコロナ放電方法 | |
TWI476145B (zh) | 臭氧發生裝置 | |
US10026600B2 (en) | Corona ionization apparatus and method | |
RU2405226C1 (ru) | Источник ионизации на основе барьерного разряда | |
CN101155458A (zh) | 气溶胶静电中和器 | |
KR101486396B1 (ko) | 이온발생장치 및 이를 포함하는 집진기 | |
CN109655858B (zh) | 多电极提高氡析出率测量仪对218Po收集效率的测量腔及方法 | |
CN109307880B (zh) | 多电极提高带正电的218Po收集效率的测量腔及方法 | |
KR102083962B1 (ko) | 이온풍 발생 장치에서 이온풍의 속도 산출 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BF1K | Cancelling a publication of earlier date [utility models] |
Free format text: PUBLICATION IN JOURNAL SHOULD BE CANCELLED |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150518 |
|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180518 |