Elektronenvangstdetector (ECD)-methode voor sf6-gasschakelapparatuur

Een elektronenvangstdetector (ECD) is een uiterst gevoelig instrument dat in staat is om zulfexafluoride (SF6) te detecteren bij concentraties onder de 1 ppmv. Deze gevoeligheid komt voort uit het hoge elektronenvangstcoëfficiënt van SF6, wat verwijst naar zijn sterke vermogen om elektronen te vangen. De vrije elektronen die beschikbaar zijn voor binding aan SF6-moleculen worden gegenereerd door een radioactieve bron binnen de ECD. Meestal maakt de ECD gebruik van een radioactieve emitter in de vorm van een metalen membraan bedekt met het radio-isotoop nikkel.

Wanneer de detector in werking is, worden de elektronen die door de radioactieve bron worden uitgezonden versneld door een elektrisch veld. Deze versnelde elektronen ioniseren vervolgens het achtergrondgas, dat meestal omringende lucht is. Hierdoor wordt een stabiele ionisatiestroom opgewekt, terwijl ionen en elektronen worden verzameld op de elektroden.

Wanneer SF6 aanwezig is in de luchtproef die wordt geanalyseerd, vermindert dit het aantal vrije elektronen in het systeem. Dit gebeurt omdat de elektronen zich binden aan de SF6-moleculen. De afname van de ionisatiestroom is recht evenredig met de concentratie SF6 in de proef. Het moet echter worden opgemerkt dat andere moleculen ook een bepaald elektronenvangstcoëfficiënt hebben, wat betekent dat de detector niet alleen gevoelig is voor SF6, maar ook voor deze andere moleculen.

In essentie functioneert de ECD als een debietdetector. Dit komt doordat de sensor het gasmonster met constante snelheid door het elektrische veld pompt. Door kalibratieprocedures wordt de debietdata intern omgezet in SF6-concentraties en vervolgens geregistreerd in delen per miljoen per volume (ppmv).

De bijgevoegde foto toont een elektronenvangstdetector (ECD).