Elektronenfanganalysator(ECD)-Methode für sf6-Gasschaltanlagen

Ein Elektronenfänger (ECD) ist ein hochsensibles Instrument, das in der Lage ist, Schwefelhexafluorid (SF6) bei Konzentrationen unter 1 ppmv zu detektieren. Diese Sensitivität resultiert aus dem hohen Elektronenanlagerungskoeffizienten von SF6, was seine starke Fähigkeit zur Elektronenanlagerung bedeutet. Die freien Elektronen, die für die Anlagerung an SF6-Moleküle zur Verfügung stehen, werden durch eine radioaktive Quelle innerhalb des ECD erzeugt. Üblicherweise verwendet der ECD einen radioaktiven Emittenten in Form einer metallischen Membran, die mit dem Radionuklid Nickel beschichtet ist.

Während der Betrieb des Detektors, werden die von der radioaktiven Quelle emittierten Elektronen durch ein elektrisches Feld beschleunigt. Diese beschleunigten Elektronen ionisieren dann das Hintergrundgas, das in der Regel die Umgebungsluft ist. Als Ergebnis wird ein stationärer Ionisationsstrom aufgebaut, da Ionen und Elektronen an den Elektroden gesammelt werden.

Wenn SF6 in der analysierten Luftprobe vorhanden ist, reduziert es die Anzahl der freien Elektronen im System. Dies geschieht, weil die Elektronen an die SF6-Moleküle gebunden werden. Die Reduktion des Ionisationsstroms steht direkt proportional zur Konzentration von SF6 in der Probe. Es sollte jedoch beachtet werden, dass auch andere Moleküle einen bestimmten Elektronenanlagerungskoeffizienten besitzen, was bedeutet, dass der Detektor nicht nur auf SF6, sondern auch auf diese anderen Moleküle empfindlich reagiert.

Im Wesentlichen funktioniert der ECD als Durchflussmengendetektor. Dies liegt daran, dass der Sensor die Gasprobe mit konstanter Geschwindigkeit durch das elektrische Feld pumpt. Durch Kalibrierverfahren werden die Durchflussdaten intern in SF6-Konzentrationen umgewandelt und in Teilen pro Million Volumenanteil (ppmv) aufgezeichnet.

Das beiliegende Foto zeigt einen Elektronenfänger (ECD).