как мерить гелий, датчик гелия Опции

[PraNkiSh]

подскажите, а как измеряют концентрацию гелия в гелий содержащей воздушной среде ?
тоесть надо померить концентрацию гелия в газе при давлении 1атм. состящего из гелия, азота и кислорода.
порыл интеренет, но ничего не нашел

[INT1]

А что если попробовать масспектрометр, хроматограф, или по ЯМР порыть.

[khach]

Квадрупольный массспектрометр конечно покажет концентрацию гелия при соответсвующем входном устройстве (чтобы понизить давлениее от атмосферного до необходимого для работы массспектрометра вакуума и не наврать с концентрацией гелия из-за его способности легко протекать в любые щели, поэтому обычный натекатель даст существенную ошибку). Но обычно меряют или по скорости звука,или по теплопроводности (при концентрации несколько% и выше). Только надо гарантированно обеспечить отсутствие водорода в среде, а то эти методы эти газы почти неразличают.
Можно еще оптическим спектрометром по спектру разряда в исследуемом газе, но это обычно качественный тест, количественно будет плюс-минус лапоть.

[Tanya]

Квадрупольный массспектрометр конечно покажет концентрацию гелия при соответсвующем входном устройстве (чтобы понизить давлениее от атмосферного до необходимого для работы массспектрометра вакуума и не наврать с концентрацией гелия из-за его способности легко протекать в любые щели, поэтому обычный натекатель даст существенную ошибку). Но обычно меряют или по скорости звука,или по теплопроводности (при концентрации несколько% и выше). Только надо гарантированно обеспечить отсутствие водорода в среде, а то эти методы эти газы почти неразличают.
Можно еще оптическим спектрометром по спектру разряда в исследуемом газе, но это обычно качественный тест, количественно будет плюс-минус лапоть.

В природе существуют простенькие масс-спектрометры - омегатроны и еще настроенные на гелий гелиевые течеискатели - это уже не маленькая штучка. По теплопроводности измеряют примеси в гелии. Так устроены детекторы в хроматографии. Примесь гелия (небольшую) так не получится измерять. Можно измерять небольшие примеси гелия в воздухе вымораживая все, кроме гелия и водорода при азотной температуре на адсорбенте. После вымораживания измеряется остаточное давление. Но это не датчик... Если найти проницаемый только для гелия материал... чистый кварц или что-нибудь еще... Кажется, примерно таким путем добывают гелий из природного газа. Но все равно, все это сложно.

[khach]

В природе существуют простенькие масс-спектрометры - омегатроны и еще настроенные на гелий гелиевые течеискатели - это уже не маленькая штучка.

В том то и проблема, что настроенные- для измерения концентарций надо мерять и линии остальных атомов в смеси газов. Для этого квадарупольный спектрометр и нужен. Типа таких- насадка на турбомолекулярный насос, выход на компьютер. http://www.vacom.de/files/katalog/en/mass_spektrometers.pdf

[DS]

А сколько там гелия и какие нужны точности ? Потому как явно проще измерить концентрацию азота и кислорода, и вычислить, сколько там гелия. Если, конечно, его не 0.1%

[Tanya]

В том то и проблема, что настроенные- для измерения концентарций надо мерять и линии остальных атомов в смеси газов. Для этого квадарупольный спектрометр и нужен.

А зачем другие компоненты измерять?
Нужен спектрометр настроенный на одну линию и стабильный натекатель и стабильный же насос.

А сколько там гелия и какие нужны точности ? Потому как явно проще измерить концентрацию азота и кислорода, и вычислить, сколько там гелия. Если, конечно, его не 0.1%

Еще вода и аргон и что-нибудь еще... Так очень сложно.

[PraNkiSh]

есть баллоны, заправленные смесью азот, кислород, гелий (тримикс). или в ряде случаев кислород и гелий (без азота) это гелиокс (крайне редко встречается в виду высокой цены гелия)
надо померять содержимое в них
существуют такие приборчики
по габаритам как маленький мультиметр + на хвостике висит датчик или коробчка с несколькими датчиками.

поэтому всяки масс-спектро-хромо и т.д. методы не подходят в виду габаритов и стоимости.

датчик на кислород стоит 50-100$ а вот на гелий не нашел что-то

процесс измерения должен быть - открыл вентиль чуть-чуть, приставил датчик - подождал сек 10-30 посмотрел на индикатор, закрыл баллон
ну дальше чутка можно помахать датчиком чтоб выветрилось то, что есть там и идем к следующему баллону.
ну и 2-е применение это для поточного газблендинга при давлении 1-3 атмосферы.
тоесть есть труба перед забивающим баллоном компрессором куда воткнут датчик и прибор регистрирует сколько кислорода и гелия там.

[INT1]

Да я собссно и вспомнил про масспектрометр, в сязи с тем, что (очч. давно ) лабу делал по гелиевому течеискателю, и стоял там какраз омегатрон, как и упоминала Tanya. Но это уже задача не электроники, а физэлектроники. Имхо, навряд ли простенькими датчиками удастся такой состав померять.

[DS]

датчик на кислород стоит 50-100$ а вот на гелий не нашел что-то

Так на то он и гелий, что ни с чем не взаимодействует почти, потому и с датчиками проблема. Мерьте азот и кислород, если точность процента в 3 устроит. А гелий вычисляйте.

[PraNkiSh]

Так на то он и гелий, что ни с чем не взаимодействует почти, потому и с датчиками проблема. Мерьте азот и кислород, если точность процента в 3 устроит. А гелий вычисляйте.

както не круто
народ меряет именно гелий вроде.
правда как пока не знаю.

[Tanya]

както не круто
народ меряет именно гелий вроде.
правда как пока не знаю.

Если бы Вы сразу все написали. При таких содержаниях гелия подойдут детекторы по теплопроводности (найти старый хроматограф - там он называется катарометр). Или по скорости звука (частоте резонанса).

[DS]

Если бы Вы сразу все написали. При таких содержаниях гелия подойдут детекторы по теплопроводности (найти старый хроматограф - там он называется катарометр). Или по скорости звука (частоте резонанса).

Так, наверное, пройдет. Азот и кислород (28 и 32) не сильно различаются по молекулярным массам, искомая точность получится. А измерять скорость звука можно, например, по сдвигу резонанса в трубе.

[SNGNL]

есть баллоны, заправленные смесью азот, кислород, гелий (тримикс). или в ряде случаев кислород и гелий (без азота) это гелиокс (крайне редко встречается в виду высокой цены гелия)
надо померять содержимое в них
существуют такие приборчики
по габаритам как маленький мультиметр + на хвостике висит датчик или коробчка с несколькими датчиками.

поэтому всяки масс-спектро-хромо и т.д. методы не подходят в виду габаритов и стоимости.

датчик на кислород стоит 50-100$ а вот на гелий не нашел что-то

процесс измерения должен быть - открыл вентиль чуть-чуть, приставил датчик - подождал сек 10-30 посмотрел на индикатор, закрыл баллон
ну дальше чутка можно помахать датчиком чтоб выветрилось то, что есть там и идем к следующему баллону.
ну и 2-е применение это для поточного газблендинга при давлении 1-3 атмосферы.
тоесть есть труба перед забивающим баллоном компрессором куда воткнут датчик и прибор регистрирует сколько кислорода и гелия там.

Это термокондуктометрический датчик. Измеряет концентрацию газов на основе различий их теплопроводностей. Теплопроводность гелия примерно в 6 раз выше теплопроводности воздуха, в отличие от теплопроводностей кислорода и азота, теплопроводности которых не сильно различаются между собой и воздухом. Так что концентрация гелия в газовой смеси может быть измерена довольно точно.

[dpss]

существуют такие приборчики
по габаритам как маленький мультиметр + на хвостике висит датчик или коробчка с несколькими датчиками.
поэтому всяки масс-спектро-хромо и т.д. методы не подходят в виду габаритов и стоимости.

Были когда-то гелиевые течеискатели серии "Ингем". В отличии от течеискателей с масспектрометром они работали на воздухе при атмосферном давлении. Датчиком там был маленький магниторазрядный насос размером с кулак с окошком из тонкой кварцевой пластинки и измерительными электродами в разрядной камере. Особенность этой пластинки в том, что она пропускала только гелий из прходящего снаружи воздуха и значит менялся ток разряда . Измеряемые токи там были единицы пикоампер. Работали с этим течеискателем поддувая в камеру воздух с гелием с небольшим
избыточным давлением и потом нюхали течеискателем все швы и стыки. Основная проблема была в технологии производства селективных кварцевых пластинок. Их получали раздувая кварцевый пузырь в пламени горелки и потом из него вырезали сектор. Выход годных изделий был несколько процентов - остальное шло в брак. Сейчас производство разгромили а этот корпус сдали в аренду. Слышал что где-то в Питере пытались наладить производство подобных датчиков.

[Максим1978]

Добрый день, уважаемые коллеги.
В Санкт-Петербургском городском клиническом онкологическом диспансере вышла из строя установка для радиотерапии и радиохирургии.
Необходимо провести работы по обнаружению течи в волноводных секциях медицинского линейного ускорителя Philips SL-75, использующегося для лучевой терапии онкологических больных.

Я прошу у Вас совета по выбору гелиевого течеискателя для этих целей.
Мы на один рабочий день воспользовались течеискателем ТИ1-50.
Впринципе он нам подходит, но хотел бы услышать о вашем опыте работы с гелиевыми течеискателями. Возможно с иностранными марками.
Спасибо.

[khach]

Если надо мерять одновременно все газы, входящие в газовую смесь, то нужен квадрупольный газовый анализатор типа http://www.thinksrs.com/products/RGA.htm c соотвествующей обвязкой- натекатель, ваккумная помпа турбомолекулярная, калибратор содержания гелия. Кто выпускает все это собранное- сказать немогу, мы подобные головки встраиваем в свою аппаратуру.
Гелиевый течеискатель масс-спектрометрического типа очень трудно откалибровать в абсолютных единицах- мы же незнаем коэффициентов натекателя для всех остальных газов. Хотя лубой гелиевый течеискатель снифферного типа (для "обнюхивания" системы зондом-сниффером при атмосфере) покажет гелий в каких-то попугаях, вернее для атмосферы он будет калиброван, но для произвольной газовой смеси-нет.

[Tanya]

.... покажет гелий в каких-то попугаях, вернее для атмосферы он будет калиброван, но для произвольной газовой смеси-нет.

Всегда будет в попугаях... Дырки они сложные. Для их правильной калибровки нужно долго копить, чтобы убрать время возможной диффузии через "длинную дырку" в вакуум.

[ledum]

Мы на контроле герметичности использовали ПТИ-10. На Авангарде и во ВНИИРА их должно оставаться еще достаточно. Попробую дать ссылку на паспорт http://www.chipmaker.ru/files/getdownload/1222/ . Можно поискать подобное оборудование здесь http://vacuumprom.ru/index.php?page=shop.p...t&Itemid=41

[khach]

Всегда будет в попугаях... Дырки они сложные. Для их правильной калибровки нужно долго копить, чтобы убрать время возможной диффузии через "длинную дырку" в вакуум.

Для квадруполя будет несколько пиков- по числу изотопов. Интегрируем площадь всех пиков- получаем 100%. Интегрируем пик от гелия- получаем его парциальный состав. Конечно, над еще корректировать площадь пиков на заряд ионов- зависит от примененного ионизатора ну и сложномолекулярные соединения могут сильно кровь попортить. Если ионизатор их не ракладывает на атомы, то получим кучу пиков очень массивных частиц. В первую очередь это CO, CO2, углеводороды типа метана итд. Тут или плазменный ионизатор с полным расложением на элементы, или потом мучаться с опознаванием пиков. Но с простыми одноэлементыми газами квадруполь работает прекрасно.

[Tanya]

Для квадруполя будет несколько пиков- по числу изотопов.

Сколько будет заметно изотопов у гелия?
Я не о том, а о том, что если две дырки с одинаковым натеканием, то по течеискателю можно увидеть очень разные величины...
А квадрупольный спектрометр - намного больше и сложнее течеискателя, настроенного на одну линию.

[jartsev]

Правильно Вам говорят про масс-спектрометр настроенный на гелий - это самый простой вариант. А про то что "найти старенький хроматограф" и намерить в нём гелий - насмешили, это может сделать далеко не каждый хроматографист.