Введение к работе
Актуальность проблемы. Контроль качества продукции в таких важных отраслях промышленности как нефтеперерабатывающая, нефтехимическая, химическая, пищевая основывается в настоящее время на применении автоматических и полуавтоматических анализаторов жидких и газообразных сред. Основными устройствами в указанных средствах аналитической техники являются газовые детекторы.
Наиболее жесткие требования к метрологическим характеристикам газовых детекторов предъявляются в капиллярной газовой хроматографии. Поэтому, детектор, разработанный для капиллярной газовой хроматографии, практически всегда может быть использован в составе других средств аналитической техники. Таким образом, разработка новых принципов детектирования и совершенствование уже известных детектирующих устройств для капиллярной газовой хроматографии является актуальной задачей для аналитического приборостроения.
К перспективным направлениям совершенствования газовых детекторов относится использование генераторного режима их функционирования. Одним из наиболее простых генераторных детекторов является детектор, реализованный на базе атомной батареи. Несмотря на очевидную универсальность и простоту этого детектора, возможность его работы на любом газе-носителе, малую инерционность подробных исследований этого детектирующего устройства не проводилось. В то же время генераторный характер сигнала детектора, принципиальная возможность уменьшения его рабочего объема определяют целесообразность проведения исследований и разработок данного детектора.
Цель работы. Создание теоретических основ радиоионизацион- ' ного генераторного детектирования газов и паров, разработка ра-диоионизационного генераторного детектора (РИГД), а также решение актуальной задачи контроля микроконцентраций газов и паров жидкостей.
Научная новизна работы. Обоснована теоретически и проверена экспериментально возможность радиоионизационного генераторного детектирования газов и паров жидкостей.
Создана математическая модель статической характеристики РИГД, работающего в режиме тока проводимости, возникающего под
действием контактной разности потенциалов между электродами детектора, на основе решения системы уравнений ионизационной камеры с учетом зкспоненциального закона поглощения р-частиц газовой средой.
Разработана методика интерпретации измерительной информации, базирующаяся на созданной математической модели статической характеристики РИГД, обеспечивающая получение количественной информации при хроматографическом анализе без использования чистых компонентов и предварительной градуировки хроматографического анализатора.
Установлена возможность селективного высокочувствительного измерения с помощью РИГД концентрации водорода в многокомпонентных газовых смесях.
Предложены схемные и конструктивные решения, обеспечивающие применение РИГД в капиллярной газовой хроматографии и при анализе микроконцентраций водорода.
Разработана методика расчета РИГД, основанная на созданных математических моделях его статической и динамической характеристик.
Результаты разработок защищены тремя свидетельствами на изобретение.
Практическая значимость работы. Разработанный РИГД позволяет решить актуальные задачи неселективного анализа веществ в капиллярной газовой хроматографии и автоматического контроля микроконцентраций водорода в многокомпонентных газовых смесях.
Полученные математические модели статической и динамической характеристик РИГД позволяют расчетным путем с достаточной для аналитического приборостроения точностью выбирать режимы его работы и осуществлять проектирование детекторов.
Предложенная методика интерпретации измерительной информации, получаемой с помощью РИГД, существенно уменьшает трудоемкость количественных анализов в капиллярной газовой хроматографии.
Использование РИГД в серийных хроматографических анализаторах позволяет повысить их технический уровень и расширить информационные возможности.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работь докладывались и обсуядались на "XX Юбилейной научно-техническое
конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и сотрудников университета, посвященной 75-летию ВУЗа", г. Тверь, 1997 г.
Публикации. По результатам исследований и разработок опубликовано 5 печатных работ. Основные результаты исследований и разработок защищены тремя свидетельствами на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы, приложения, изложенных на 115 страницах машинописного текста, иллюстрируется 52 рисунками, содержит 35 таблиц. Список литературы включает 80 наименований. Приложение выполнено на трех страницах.
