Введение к работе
Актуальность темы.
Анализ газового состава является важной технологической задачей, напрямую связанной с проблемами современной цивилизации. К газоаналитическим приборам используемым для этих целей предъявляются требования технологической простоты и дешевизны при обеспечении возможности регистрации малых концентраций с малыми погрешностями.
Перспективными и интенсивно развивающимися газоаналитическими методами стали ионизационные. Привлекательность их использования определяется высокой чувствительностью до 10'5+10"2 мг/л и широким диапазоном измеряемых концентраций. Однако применяемые способы ионизации за счет р-излучения или в пламени водородной горелки обусловлены определенной экологической опасностью, а методы поверхностной ионизации могут быть использованы только для определения органических соединений.
С середины 60-х годов ведется разработка плазменных источников, в которых применяются газовые разряды. Ясно, что экологическая чистота метола обеспечена. В основном развитие данного направления связано с потребностью создания чувствительных детекторов для хромотографических газоанализаторов. Работы ведутся в направлении создания датчиков, обеспечивающих возможность стабильной работы при аімосфсриом давлении. Их результатом стало создание усіройств, работающих с использованием источников плазмы постоянного тока, где плазма создается между тремя электродами, охлаждаемыми потоком Аг и плазмы переменного элекгромапинно-іо ноля, іде применяют катушку, в которую вставлены коаксиальные кварцевые трубки. При пропускании через катушку тока, возникает магнитное поле, под влиянием которого в кварцевых трубках образуется плазма. Недостатком этих датчиков можно ечшап, ю, что разряд создается в Аг, который необходимо прокачивать со скоростью 10 л/мин и как следствие их дороговизну.
Таким образом, актуальной проблемой псіпсгея создипие жолоїически безопасных, технологически простых и дешевых ионизационных газоаналшических способов, а успешное применение плазменных датчиков позволяет использовать и качестве источника ионизации газовый разряд при условии, что он обеспечит воімож-ность стабильной работы при атмосферном давлении. В частности такие способы требуются для определения СО, СОг и Нг в воздухе при анализе отходящих газов на наличие вредных выбросов в результате каталитического окисления газообразных углеводородных топлив при работе газовых, битовых конвекторов.
Цель работы - разработка и исследование газоаналигическою способа с импульсной ионизацией определяемой смеси в барьерном разряде в наносскундном диапазоне времени.
Предмет исследования - барьерный разряд с целью определения его применимости в качестве ионизирующего фактора. Способ газового анализа с наносскундном импульсной ионизацией исследуемой смеси в барьерном разряде для установления возможности ею использования при определении СО, С02 и I f2 в сишетическом воздухе и СС)3 в азоте.
Научная новизна результатов работы заключается в следующем:
1. Получен объемный импульсный разряд в воздухе, при атмосферном давлении, на фронте наносекундного. высоковольтного импульса напряжения без предка-
рнкміміоіі иоіигіаиші разрядной) промсжуїка її системе электрод с диілсктричсским покрытием - мсіаллнческий электрод.
-
Внесены изменения в систему уравнений описывающих наносскунлный разряд между металлическими электроламп, учитывающие перенос постелей и перезарядку электрода е ди >лскэричсскнм покрытием, что позволило использовать сс для описания процессов в системе электрод с диэлектрическим покрытием - металлический электрод, при подаче на первый высоковольтного наносекундного импульса напряжения.
-
Предложен способ газовою анализа с импульсной ионизацией исследуемой смеси и ианосекунлном барьерном раїряле.
-
Предложено физическое трактование процессов обуславливающих чувстви-іелі.посп. способа іаіоною анашііа с импульсной ионизацией в барьерном разряде к спешку анализируемых смесей.
5. Выполнены исследовании па жепернментадьном образце датчика, реали
зующего предложенный способ, смесей СШПСІИЧССКОІО воідуха с CO. СОг, II; и азота
с СО,.
Практическая ценное п. рсіульїятп» работы:
-
І'израбоїіїн іехіюлої нчески простії н ікологнческн безопасный способ lato-ишо анализа для определения СО, СО^ llj в сишегическом воздухе и С()2 в азоте.
-
Па оепоиамии разработанною гаэолиалитического способа может fii,m. сої-д.ш прибор для .111.1,1111,1 оі холящих іаюи на иачичпе вредных выбросов и реіульїаіе каїа диіического окисления газообразных углеводородных топлив при работе бытовых коннекторов. Результаты диссертационной рабои.і используются па СПО "Лпалшпрпбор".
Апробации работы'Основные положения и резулыаты работы докладывались па семинарах кафедры Оцінко- иіекіроіип.іс сисісмьі («І1 М')П и кафедры Сисіоісч-ннка М>И.
Публикации: По резульїаіам выполненных исследований опубликовано 5 не-чаїньїх рабої .
Структура и объем работы: Дисссріационная работа состоит из введения, четырех глав, списка литературы из 60 наименований и содержит 168 страницу машинописною текста. 57 рисунков и приложения на 22 страницах.
