电离室及螺旋路微型光离子化检测装置的制作方法

文档序号:17917814发布日期:2019-06-14 23:54
电离室及螺旋路微型光离子化检测装置的制作方法

本发明属于光离子化检测技术领域,具体涉及一种电离室及螺旋路微型光离子化检测装置。



背景技术:

光离子化检测器(PID)的原理是利用惰性气体真空放电现象产生紫外线,待测气体分子中的VOC分子吸收光子,发生电离,生成带正电的离子和电子。在电离室中,离子和电子在外加电场的作用下,向金属电极快速移动,在两个电极之间产生微电流信号,通过微弱信号放大电路将电流信号放大后检测得到有机物的浓度。用于TVOC检测的光离子化检测器(PID),是非常敏感的检测元件,所以需要尽可能排除电磁干扰、湿度、多尘的影响,以及提高VOC分子放电率以及采集效率。

现有的光离子化检测器(PID),几乎都采用的先电离,再将生成的带正电的离子和电子通入电离室中,这将导致在进入电离室之前部分带正电的离子和电子结合而无法产生微电流信号,同时现有的检测器中带电粒子在电场中通过路径短以及采集板面积过小,从而导致离子无法移动到采集板上,大大降低了采集效率。

而且,现有的光离子化检测器(PID),多为一体式结构,在仪器出现状况时维修起来较为麻烦。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种螺旋路微型光离子化检测装置,该螺旋路微型光离子化检测装置提高检测效果。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种电离室,包括腔式壳体,对应设置在壳体内顶部和底部的板片状接地极和电压极,以及固定设置在壳体内并对应于外部连通的气体通道,所述的气体通道由透光材料制成并在气体通道的内壁面下半部镀覆有金属膜以作为采集板。

在上述技术方案中,所述的气体通道为包括平面式螺旋段以及L形引出段。

在上述技术方案中,所述的壳体的顶部设置有紫外线灯安装孔,与所述的安装孔对应的接地极上设置有多个透光孔。

在上述技术方案中,所述的壳体包括一侧开口的主体,以及与所述的主体固定连接的侧盖,所述的气体通道的两端对应固定在所述的侧盖上。

在上述技术方案中,所述的气体通道由MgF2制成。

在上述技术方案中,所述的壳体的顶部和底部分别设置有插槽以定位所述的接地极和电压极,或者所述的接地极与电压极对应镶嵌于所述的壳体内。

在上述技术方案中,在所述的壳体内设置有电磁屏蔽网以用于屏蔽外界电场干扰。

一种螺旋路微型光离子化检测装置,包括所述的电离室、与所述的电离室固定连接的紫外线灯,设置在气泵和气体通道进气口间的除湿装置和过滤装置,以及与所述的采集板电连通的微电流放大电路。

在上述技术方案中,所述的紫外线灯和壳体螺纹连接。

在上述技术方案中,微电流放大电路的信号处理电路采用PCB双层布局。

本发明的优点和有益效果为:

在待测气体分子流通路径中同时施加紫外光和电场,通过螺旋形气体通道7增大了采光面积和采集板8面积,从而大大增加了了采集效率。在电离室2内,紫外光线和外加电场便能同时作用于VOC分子上,使VOC分子的电离过程与离子偏转过程几乎同时进行,这将避免正离子未打在采集板上就已经与电子结合。

附图说明

图1是本发明螺旋路微型光离子化检测装置的结构示意图。

图2是真空紫外灯结构正视图。

图3为电离室结构正视图。

图4为气流通道结构示意图。

图5为图4侧视图。

对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本发明的一种电离室,包括腔式壳体3,如采用聚四氟乙烯支撑的长方体装壳体,对应设置在壳体内顶部和底部的板片状接地极5和电压极6,以及固定设置在壳体内并对应于外部连通的气体通道7,所述的气体通道由透光材料,如MgF2制成并在气体通道的内壁面下半部镀覆有金属膜以作为采集板8。优选地,在所述的壳体内设置有电磁屏蔽网4,用于屏蔽外界电场干扰。采集板8由高电导材料通过镀膜方式,镀于所述气体通道7的管道内侧下半部分,其厚度为0.1mm。其制作工艺方式在于将所述气体通道7的下半部分至于镀金液中,再通过沉淀法,使一层均匀的极薄的金薄膜附于所述气体螺旋通路7内壁下半侧。在所述的壳体上于所述的气体通道对应处设置有圆形紫外线灯安装孔14。与所述的安装孔对应的接地极上设置有多个透光孔。

其中,为进一步扩大气流作业面积,所述的气体通道包括平面式螺旋段以及L形引出段。其直径为4mm,所述气体通道7螺旋段的最大半径略小于所述紫外线灯安装孔14,并且设置有通气口11和出气口12。采用平面式螺旋有效提高实际作业行程,提高检测效果。

在待测气体分子流通路径中同时施加紫外光和电场,通过螺旋形气体通道7增大了采光面积和采集板8面积,从而大大增加了了采集效率。在电离室2内,紫外光线和外加电场便能同时作用于VOC分子上,使VOC分子的电离过程与离子偏转过程几乎同时进行,这将避免正离子未打在采集板上就已经与电子结合。

实施例二

所述的壳体包括一侧开口的主体,以及与所述的主体固定连接的侧盖15,所述的气体通道的两端对应固定在所述的侧盖上。所述电离室外壳右侧盖15上安装有所述气体螺旋通路7,并且通过镶嵌或者螺钉固定等方式设置在主体右侧上形成整体。电离室外壳侧盖15可拆卸方式,便于检查电离室2内部,更换损坏零件。

所述的壳体的顶部和底部分别设置有插槽以定位所述的接地极和电压极,或者所述的接地极与电压极对应镶嵌于所述的壳体内。具体地,所述接地极5由不锈钢制成,镶嵌于电离室外壳3顶部内侧,厚度为1mm,其正对紫外线灯安装孔14部分设置有多个通光孔13,所述电压极6由不锈钢制成,

实施例三

一种螺旋路微型光离子化检测装置,包括所述的电离室、与所述的电离室固定连接的紫外线灯,设置在气泵和气体通道进气口间的除湿装置和过滤装置,以及与所述的采集板电连通的微电流放大电路。

其中,所述的紫外线灯和壳体螺纹连接,即所述电离室外壳3顶部设有一个圆形孔14并且孔壁上有螺纹槽9。真空紫外灯1外壳设有螺纹10,所述真空紫外灯1通过螺纹10组装在所述电离室壳体3上。真空紫外灯1与电离室2的壳体3通过螺纹10连接,便于收检仪器,

本发明工作前半程为:待测气体首先经过除湿装置,使气体保持干燥,再经过过滤装置,目的在于将待测气体中可能含有的微粒过滤,防止对实验结果产生影响,同时对仪器也起到一定的保护作用。经过处理的待测气体随后通过通气口11进入电离室2,由于电离室2中有紫外光线,从而使VOC分子发生电离,产生正离子和电子;同时,在电离室2中还加有垂直向下的高压电场,使得正离子受到向下的作用力,从而落在位于螺旋通路管道内的采集板8上,产生微电流。

本发明在工作后半程:所述的微电流放大电路的信号处理电路采用PCB双层布局,顶层和底层电子器件均匀摆放。放大器选用高性能的对数放大器,将微弱的电压信号进行放大。根据对数放大器自身的优点,能将信号的放大倍数拓宽,同时高性能的对数放大器还能将放大信号的误差降低。信号放大电路集成在一块专用的PCB双层板,进入该电路的微弱电流信号经过I-U转换后再经过图中滤波网络滤除杂波进入放大部分。整个电路布局严格要求对称布局,规范走线。

为了易于说明,实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语,用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是,除了图中示出的方位之外,空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果图中的装置被倒置,被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此,示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位),这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来,而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述,应该说明的是,在不脱离本发明的核心的情况下,任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

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