Разработка и исследование газоанализатора вредных веществ на основе метода спектрометрии подвижности ионов

• Автор: Попов, Анатолий Аркадьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 183 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Анализ состояния проблемы и формулировка задач исследования
1.1. Обзор автоматических газоанализаторов вредных веществ
1.2. Анализ газоаналитических средств контроля концентрации ионизационного типа
1.3. Газоаналитические датчики на основе метода спектрометрии подвижности ионов
1.4. Основные этапы обработки информативных сигналов газоаналитической информации
1.5. Постановка задач исследования
Выводы
Глава 2. Теоретические исследования метода спектрометрии
подвижности ионов
2.1. Теория подвижности. ионов
2.1.1. Подвижность ионов
2.1.2. Зависимость подвижности ионов от влияющих параметров
2.2. Исследование математической модели электростатических полей в чувствительном элементе
2.2.1. Математическая модель электростатических полей
2.2.2. Алгоритм расчета электростатических полей при заданной конфигурации электродов и начальных условиях
2.2.3. Результаты исследований
2.3. Основная математическая модель первичного преоб-разователя
2.3.1. Составление основной математической модели
2.3.2. Вывод и исследование функции преобразования
2.4. Исследование модели выходного сигнала газоанализатора спектрометрии подвижности ионов
2.4.1. Составление математической модели
Глава
Глава

2.4.2. Разработка основ алгоритма обработки выходного сигнала
Выводы
3. Экспериментальные исследования
3.1. Экспериментальное исследование электростатических полей
3.1.1. Планирование экспериментальных исследований
3.1.2. Описание методики проведения исследований и экспериментальной установки
3.1.3. Метрологическое обеспечение достоверности экспериментов
3.1.4. Результаты проведенных экспериментальных исследований
3.2. Экспериментальное исследование выходного сигнала газоанализатора и алгоритма его обработки
3.2.1. Описание экспериментальной установки
3.2.2. Исследование фонового сигнала газоанализатора СПИ
3.2.3. Исследование алгоритма обработки выходного сигнала газоанализатора
Выводы
4. Разработка и внедрение газоанализатора вредных веществ
4.1. Методика инженерного расчета настроек газоанализатора при детектировании определенного вещества
4.2. Газоанализатор на основе метода спектрометрии подвижности ионов
4.2.1. Датчики газоанализатора
4.2.2. Система визуализации, регистрации и управления
4.3. Методика анализа возможности применения газоанализатора СПИ в локальных системах мониторинга воздуха рабочих зон
4.4. Анализ ситуации с вредными веществами на производстве дихлорэтана и возможности применения для их мониторинга газоанализатора СПИ

4.5. Перспективы развития диссертационной работы
Выводы

Заключение *
Литература
Приложения

групп соответствует потенциалу электрического поля, создаваемого в зоне сетки коллекторным электродом. Движение ионов через ионизационную камеру в направлении коллекторного электрода обеспечивается потоком газа-носителя через детектор. Методика анализа предусматривает периодическое или непрерывное изменение частоты подаваемого на сетку напряжения и измерение зависимости тока в цепи коллекторного электрода от частоты, определяющей долю обладающих определенной подвижностью ионов, пропускаемых сеткой к коллекторному электроду. Дальнейшая обработка полученной измерительной информации осуществляется микропроцессором и предусматривает ее преобразование в цифровую форму и сравнение с предварительно занесенной в запоминающее устройство микропроцессора зависимостью тока от частоты для различных газов. Использование для переноса ионов потока газа-носителя, создаваемого вентилятором, позволяет отказаться от высокого напряжения между источником ионизирующего излучения и коллекторным электродом.
На базе принципа "запирающей сетки" разработана система детектирования КЖБСЖ 400 [49], общий вид которой показан на рис.
1.2. Система состоит из датчика и насоса, выполненных в виде отдельных модулей. Процесс детектирования проходит в 3 стадии: термическая десорбция, ионизация паров, лабораторный или полевой анализ. Газовые, твердые или жидкие образцы поступают в датчик через входное отверстие в десорбере, где подвергаются термической десорбции (рис. 1.3). Образовавшиеся пары пробы в потоке газа-носителя поступают в ионизационную камеру, где ионизируются (В-радиоактивным источником Ш.63. В конце зоны ионизации расположена запирающая сетка, на которую подается запирающий импульс. Периодически определенная часть ионов попадает через запирающую сетку в зону дрейфа, где дрейфует в электростатическом поле к коллекторному электроду.