[发明专利]火离子检测器

说明书

技术领域

本发明是色谱、仪表行业生产重要核心部件。主要运用适用于环保TVOC、VOCs、医用、食品、农业、沼气、气体提纯、石油、化工、核能、国防等多行业的分析。

技术背景

目前世界生产色谱及仪表行业主要是以FID检测器来分析烃类气体，需要的供气气体复杂，需载气、氢气、空气等，分析杂质含量过高或载气、氢气、空气不稳定时易熄火，检测器腔体内易形成水珠，再次熄火、或输出信号不稳定，检出限只能到1到0.1ppmv/v,给用户带来了不必要的经济损失。同时还具有一定的危险性，因为熄火过程中燃烧气氢气在不断进入FID检测器内部、无法燃烧，直接排出，进入房间，一不小心氢气浓度很快就达到爆炸限，一旦产生火星就会带来天灾人祸，给企业、社会带来巨大的损失。

本检测器解决了生产色谱及仪表行业检测限无法实现底至0.1ppbv/v的局面。本检测器无需燃烧气体、助燃气体，载气可用氮气或惰性气体。解决了用户气源复杂、燃烧灭火的大难题；更为企业、社会解决安全隐患；为用户节约了不必要的经济损失，也填补了分析行业的一项空白。突破了行业又一技术难题。

发明内容

原材料

本发明是采用自然界石英、稀土、钇、铱、钌、钙、锆、铱、钛、镍、钯、铂、锰、等多种元素矿物或氧化粉末自然科学现象共同搭配形成。

实施方案

首先用高纯的稀土、钇、铱、钌、钙、锆、铱、钛、镍、钯、铂、锰、等多种元素矿物或氧化粉末按比例合成制作不同规格、恰当的结晶体即检测器主体和导气管、见图纸中A管、D管。在A管的内外表面、D管的内壁涂制特种铂与多种金属的合成铂浆，经烘干、除杂、校正等工作。后用适当温度，从40℃到1200℃的阶梯温度，由时间的长短来确定每一阶段恒温烧制的最佳质量。就这样制作出来我们需要的核心部件。

其次制作适当的石英管、恒温模块，即图纸中C、M所示，在成型的外壁制作功率适当的高温加热电阻层或加热高温丝，即图纸中F所示，在制作适当尺寸、耐温、保温、便于安装的保护壳体，构成加热体，即图纸中C和E 所示。

由检测器主体、导气、加热体共同组成火离子检测器。

见图纸：图1为摘要图、图2为《结构方案型号实施图Ⅰ》、图3为《结构方案型号实施图Ⅱ》、图4为《结构方案型号实施图Ⅲ》

技术原理

不同规格的检测器，烧结而成的晶体组成电解质。

火离子检测器的核心构件是多元素粉末合成固体电解质，经高温形成A结晶体，多元素粉末合成固体电解质是由多元氧化物组成的。

火离子检测器电解质由锆为基体，由铱、稀土、钇、钙等为稳定剂；由铂、钇、钯等溶液为涂层即图纸中A1、A2、G；由石英烧制成隔离结缘区即图纸中C石英体;由钛、镍、锰构成，图纸中F发热电阻区；由图纸中A3为电子腔体粒子、电子区；由图纸中B为温度传感区；由图纸中D为导气管组成气传输区；由石英、钙构成，图纸中E保温区；由图纸中 G形成电子震荡区；图纸中G1喷气口电子发射区；由图纸中LI、L2组成加热电源供电区；由图纸中M恒温模块块提供温度恒温补偿区；图纸中H1、H3为信号输出端；图纸中H2极化极；图纸中J为入气口；图纸中K出气口等共同构成。

火离子检测器在400℃到800℃的情况下：一方面在结晶体热效应的作用下由图纸中G形成电子震荡在图纸中G1喷气口极化电子的催促下产生了粒子的振荡，另一方面由于结晶体导气管图纸中D内部的极化电压及温度恒温作用下载气体通过的不同成分带上不同的电荷，因不同成分的气体带电电子或离子运动在图纸中A结晶体图纸中A1和图纸中A3之间变化不一样的原因，结晶体依然维持保留立方结晶体的结构，就此注定了稳定不变的元素体成分。

火离子检测器有三个由铂、铱、钌等多种金金属的合成电极，它是涂制在多元素粉末合成电解质结晶体的两边，第三极为极化极，在高温恒定不变、极化电压稳定的条件下、在导管图纸中D与出气口图纸中K畅通的前提下，气体通过形成电解质V1和V2。

火离子检测器在高温下固体电解质是离子晶体结构，离子在间隙中运动从而产生电流，由于多元素粉末合成电解质是形成离子导电体，在高温下含H2或CH气体分子就会产生分压大扩散，这种扩散，不是气体分子透过多元素粉末合成从一端到一端，而是气体分子根据自身带电系数可根据实际情况下选择不同的极化电压，即0到正负5000V的电压下转换成扩散离子，后通过结晶体的过程就产生电动势。