[实用新型]低零点飘移的PID传感器电离室

说明书

本实用新型公开了一种低零点飘移的PID传感器电离室，涉及气体传感器技术领域，包括外壳、紫外灯、电极组件，电极组件设于外壳内，外壳具有气流入口和气流出口，紫外灯的光线照射方向与气流方向为同轴逆向，且与电极组件形成的电场方向同轴；电极组件包括上电极板、上挡光板、下电极板和下挡光板，上电极板与下电极板分别连接直流高压电源的正负两极，形成静电场并收集目标气体电离后产生的信号。采用光路方向、气流方向和电场方向三轴合一的设计，避免了紫外线直接照射电极引发的零点漂移。

技术领域

本实用新型涉及气体传感器技术领域，特别是涉及一种低零点飘移的PID传感器电离室。

背景技术

PID气体传感器是用于检测气体中有毒有害与易燃易爆成分的一种新型传感器，主要检测对象为有机气体和部分无机气体。

目前，在很多领域需要进行有毒有害及易燃易爆等气体的现场分析，例如，环境监测、安全检测和生产中的过程分析等。对这类仪器的主要要求是：使用方便、检测精度符合要求、价位较低、满足现场使用环境条件等，要实现上述指标，需要对传感器进行全面的创新，其中重要的一项就是传感器零点漂移的正确设计。

以往，气体中有机物的检测主要使用色谱仪(以下称FID)、红外检测仪等仪器来检测，这些仪器属实验室仪器，把实验室仪器搬到现场使用就出现了不少的问题，例如：FID仪器复杂，使用很不方便，价位很高；又如红外分析仪无法在高湿的环境下工作。为了满足现场检测目标气体的要求，需要研发一种新的仪器，即开发仪器的核心部件——传感器。

从上世纪80年代开始，一种基于PID原理的现场气体分析仪器引起了人们的注意。这种分析仪的原理是：仪器中的紫外灯发出的高能紫外线（能量为10.6eV左右）将进入仪器待测的目标气体并在电离室中电离，电离后产生的电子和正离子在电离室中被高压静电场吸引，两个电极将电子和离子收集，在后续的电路上产生电流信号，通过检测电流信号的大小，从而达到检测目标气体的浓度的目的。

基于PID原理仪器的核心部件是PID传感器，传感器中的核心是电离室。目标气体在电离室内被电离的同时，电离后的电子和离子信号被电极收集，由于电离后的电子和离子很容易复合，因此，在实际电离室的结构设计时，必须把电离区和电荷收集区设计在同一区域内，称之为电离室。由于构成电场的两个电极处于紫外线的直接照射下，而电极必须是金属或石墨涂层等具有导电性能的材料制成的，而这些材料的电离电位远小于高能紫外线的10.6eV能量， 因此，这些电极在紫外灯的照射下会发射自由电子，电子被电极收集，形成干扰信号。尽管这种干扰信号在开机后是逐步衰减的，但不能随时间全部衰减完，而且这种衰减是无规律的，这样的结果会严重影响PID仪器对有机气体的检测效果，导致达不到实际使用的要求。

传统PID传感器的电离室有两种：一是图1所示的平行板型电离室，气流方向与紫外灯照射方向为同轴逆向，电场方向与气流方向相垂直，由于电极处于紫外线的直接照射下，因此，两个电极在紫外灯的照射下会发射自由电子，电子被电极收集，产生干扰信号，导致零点漂移。此外，由于带电粒子在电场中为横向移动，且速度较慢，当气流速度较大时，带电粒子来不及被电极捕获，就会飞出电离区，因此，其灵敏性比较低；二是图2的圆筒型电离室，这类电离室应用较多，例如公开号为CN20274961U的一种光离子化检测器，这种检测器的电离室采用的是圆筒型电离室，圆筒型电离室中，电极仍然会被紫外光照射，造成传感器零点的不稳定。