Способ определения состава газовой смеси

 

Изобретение относится к способу определения состава газовой смеси эмиссионным спектральным анализом и позволяет уменьшить энергозатраты и снизить подводимое элек-: трическое напряжение для возбуждения свечения газа при помощи.ультразвуковой волны. В исследуемую газовую среду помещают пьезокристалл, возбуждают в нем ультразвуковую волну интенсивностью более 2 Вт/см , которая и вызывает свечение газа. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) - ()) 4 G 01, М 21/68

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

) ВОУ;)ю»;,„.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ц, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ sa.цц,., " (21) 3726486/24-25 (22) 18.04.84 (46) 30.03.86. Бюл. 1(- 12. (72) А.Х.Рожко и И.В.Островский (53) 543,42 (088.8) (56) Бабушкин А.А. и др. Методь) ."пектрального анализа. М.: МГУ, 1962,,с. 16.

Бочкова О.П. Шнейдер E.ß. Спектральный анализ газовых смесей. М.: Гос. изд. техн. теор. лит., 1955, с. 69. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТАВА ГАЗОВОИ СМЕСИ (57) Изобретение относится к способу определения состава газовой сме си эмиссионным спектральным анализом и позволяет уменьшить энергоэатраты и снизить подводимое элек-: трическое напряжение для возбуждения свечения газа при помощи. ультразвуковой волны. В исследуемую газовую среду помещают пьезокристалл, возбуждают в нем; ультразвуковую

2 волну интенсивностью более 2 Вт/см которая и вызывает свечение газа.

2 ил.

1221556 2

30

S0

Изобретение относится к эмиссионному спектральному анализу определения состава газовых смесей и может быть использовано для определения состава различных газовых сред, возбуждения свечения газов, контроля .чистоты атмосферы, в различных областях науки и техники, работающих в области применения свечения газов.

Целью изобретения является уменьшение энергозатрат и снижение подводимого электрического напряжения для возбуждения свечения газов.

На фиг,1 показана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 — спектр свечения газовой смеси Не и N, Для возбуждения свечения находящегося в резервуаре 1 rasa 2, при помощи ультразвуковой волны (УЗ) (стоячей или бегущей) пьезоэлектрический кристалл 3 помещен непосредственно в газовую среду 2. На пьезоэлектрический кристалл 3 нанесены металлические электроды 4 для воз- . буждения ультразвука в кристалле.

К электродам 4 от генератора 5 прикладывается высокочастотное напряжение, обеспечивающее возбуждение ультразвука в кристалле 3 с плотностью потока энергии акустической волны 2-5 Вт/см и выше. Свечение окружаемого кристалл газа анализируется спектральным прибором б и регистрируется регистрирующей системой 7.

Практическая реализация предлагаемого способа в условиях эксперимента осуществлялась следукяцим образом.

На противоположные грани у одного из торцов пластинки пьезоэлектрического кристалла 3 (средние размеры используемых пластинок 10 2 0,2 мм ) наносят электроды 4 (паста из смеси

1и-Ga) Пластинки помещают непосредственно в газовую среду 2, находящуюся в резервуаре 1. К электродам

4 от генератора переменного тока 5 (максимальная мощность 2,5 Вт) прикладывают напряжение, частота которого„ с целью оптимизации условий возбуждения ультразвука, подбирается в соответствие с механическим резонансом по толщине пластинки. Для конкретно использованных кристаллов пьезоэлектриков частоты возбуждения ультразвука находятся в пределах

3-15 МГц. Акустические волны Лэмба возбуждаются за счет собственного пьезоэффекта в кристаллах.При достижении мощности ультразвуковых волн (УЗ) 2-5 Вт/см имеет место ° свечение слоистой системы пьезоэлектрик — окружающий газ. Для достоверного наблюдения и регистрации свечения окружающего кристалл газа следует возбуждать ультразвук

2 в пьезоэлектрике мощностью 2-5 Вт/см (для различных кристаллов)или выше.

При амплитудах ультразвука, соответствующих меньшим мощностям, возможно проявление в спектрах свечения слоистой системы широких полос акустолюминесценции пьезокристаллов.

Необходимая мощность ультразвука достигается установкой выходного напряжения генератора 5, например генератор типа ГЗ-41, от которого к образцу подводится напряжение несколько десятков вольт.

Спектральный состав излучения исследуется при помощи работающего в режиме синхронного детектирования оптического прибора, В качестве монохроматора б используется спектрограф

ДФС/13, а фотоприемника ФЗУ-79. Регистрация осуществляется на диаграммной ленте самописца ЗПП-09.

Зксперименты проведены с использованием пьезоэлектрических пластинок, изготовленных из кристаллического кварца, CJS, CdSe, LiNb0>, Bi, Ge0 . Полученные результаты качественно совпадают для всех мате- риалов пластинок. В частности, установлено наличие в исследуемом спектре излучения, связанного с Не, А г, N, 0H и некоторыми другими молекулами. В качестве примера (фиг.2) приведен спектр свечения газовой смеси Не и N, rpe наблюдается линия Не на 389,5 нм, остальные линии принадлежат молекуле N< . для провер-. ки полученных результатов в том же резервуаре возбужден газовый разряд и исследовался спектр светящегося в разряде газа. Оказалось, что в спектре газового разряда присутствует излучение, связанное с теми же молекулами, наличие которых в rase установлено предлагаемым способом.

556

Лнм

Дцг. Я

Заказ 1605/50 Тираж 778 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1221

Формула иэ обретения

Способ определения состава газовой смеси, включающий возбуждение свечения газов, регистрацию интенсивности и спектрального состава свечения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат и снижения подводимого электрического напряжения для возбуждения свечения, в исследуемую газовую среду помещают пьезоэлектрический кристалл, возбуждают в нем ультразвуковую волну интенсивностью более 2 Вт/см, вызывающую свечение исследуемого газа.