[发明专利]高灵敏度微型光离子化传感器

说明书

本发明公开了一种高灵敏度微型光离子化传感器，包括电离室主体和内嵌筒以及电极板，所述的电离室主体为形成有电离腔的块状结构，电离腔的顶部设置有形成进气口的外套盖，侧部形成有排气口，底部形成有入光孔，所述的内嵌筒可匹配地嵌设在所述的电离腔内并与所述的排气口处对应地设置有过孔，所述的电极板被定位在所述的内嵌筒的内腔中。波浪型电极板的设计增加了带电粒子与极板的接触面积，将整个电离部分内置在一个密封的腔内保证了电离室的密封，能够提高电离效率，减小电离产生的本底电流，进而提高光离子化传感器的灵敏度、重复性以及响应时间等性能。

技术领域

本发明属于气体检测技术领域，具体涉及一种用于挥发性有机物混合气体浓度检测的高灵敏度微型光离子化传感器。

背景技术

传统的气体传感器很难同时检测多种挥发性有机物(Volatile OrganicCompounds，简称VOCs)，同时基于其他原理的很多检测器很难同时做到安全性和便携性，而利用光离子化技术的光离子化检测器(Photo Ionization Detector，简称PID)，则是同时具有检测范围广、检出限低、安全且可以制作成便携式的仪器等优点，因此随着近些年人们对空气质量的密切关注，小型化的PID的研究也越来越受到人们的重视。

PID传感器(光离子化传感器)是人们根据光电离检测法，通常由紫外灯光源和电离室等主要部件构成。光电离检测法，就是利用高能量的紫外光去电离被测的气体组分，然后通过加上偏置电压，测量电离形成的微弱电流。光电离检测法中的光，采用的是具有一定能级的紫外灯光源，将被测气体通过相应的渠道输入到电离室内，在光源的照射下，产生电离分解，分解后产生分别带有正电的离子和带有负电的电子，这两种物质在电离室极板之间电场的作用下，分别向两极运动，产生电流，通过对电流的测算和标定，反应出被测VOCs的浓度。这种检测方法的精度范围很宽，能够检测从ppm水平级到ppb水平级的气体浓度，目前已经广泛的应用到检测VOCs气体的工作中。

现有技术中，待测气体分子在电离室中往往得不到充分的电离，且出于整个传感器体积的考虑，极板面积不会太大，极板电荷的收集效率下降，这些使得整个PID传感器的灵敏度、重复性、抗干扰能力、响应时间等关键性能较差，同时大多出于成本考虑，电极板都选用的不锈钢材料，但是不锈钢的电离能是低于紫外灯的，而人们在设计电离室的时候常常忽略这一点，而导致整个光电离传感器电离时产生不需要的本底电流。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高灵敏度微型光离子化传感器，该高灵敏度微型光离子化传感器能够得到充分电离、电离后的电荷收集效率能够得到较大提高的电离室，提高光电离传感器的灵敏度，同时减小整个传感器的背景信号。。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高灵敏度微型光离子化传感器，包括电离室主体和内嵌筒以及电极板，所述的电离室主体为形成有电离腔的块状结构，电离腔的顶部设置有形成进气口的外套盖，侧部形成有排气口，底部形成有入光孔，所述的内嵌筒可匹配地嵌设在所述的电离腔内并与所述的排气口处对应地设置有过孔，所述的电极板被定位在所述的内嵌筒的内腔中。

在上述技术方案中，所述的电极板为三个，包括两侧的极化板和位于之间的收集板。

在上述技术方案中，所述的内嵌筒的侧壁上形成有定位槽，所述的电极板两端可匹配地卡嵌在所述的定位槽中，所述的电极板的中段呈波浪形以增大接触面积。

在上述技术方案中，所述的电极板还一体形成有用以延伸出电离室主体之外的电极。

在上述技术方案中，在所述的外套盖的内侧固定设置有减速片，所述的减速片上与所述的进气口对应处设置有透气孔。

在上述技术方案中，所述的入光孔的直径为5-8mm，入光孔的深度为1-2mm，所述的内腔的宽度为8-10mm。