[发明专利]一种一体化多余度离子化传感器

说明书

本发明涉及离子化传感器技术领域，具体为一种一体化多余度离子化传感器，所述传感器上设置有进气口、电离室、出气口，且所述进气口、出气口与所述电离室连通；其特征在于，所述电离室内至少包含：一个偏置电极，用于对被测气体施加直流电压；两个收集电极，用于获取与被测气体浓度相对应的电流信号；两个真空紫外灯，且所述真空紫外灯配置的输出光子能量不同或相同，用于被测气体施冗余测量和去除被气体中的干扰物；一个高压驱动模块，用于驱动所述真空紫外灯。本发明提高了传感器在全量程范围内的分辨率，能减少测量误差，有效延长传感器的维护周期和使用寿命，且可以用来甄别某些特定的化合物所对应的有机挥发物浓度。

技术领域

本发明涉及离子化传感器技术领域，具体为一种一体化多余度离子化传感器。

背景技术

离子化传感器当有气体进入电离室时，气体分子受到真空紫外灯发出的高能量光子撞击，如该种气体的电离能低于真空紫外灯发射光子能量，就有可能被电离成带正电的离子和带负电的电子。在电离室内受偏置电极和离子收集电极构成的电场作用下，离子和电子被分离，并分别向相对低电位的离子收集电极和相对高电位偏置电极漂移。此时在离子收集电极就产生一个与被电离离子数目所关联的电流，检测这个电流的大小，便可计算出相对应的被测气体浓度。

在实际应用中，光源衰退及紫外窗口玷污引起的零点漂移和灵敏衰减是光离子化传感器主要问题之一。目前商用的光离子化传感器均包含一个紫外灯和一个电离室。尽管已有技术实现传感器的零点自修整，但是灵敏度衰减任然需要定期校准维护来修正，这也限制了光离子化传感器在环保及石油化工等领域的广泛应用。

光离子化传感器在现场使用时，现场气体中所有电离能低于传感器内部紫外灯输出光子能量的物质均会被电离而产生信号。很多时候很难判别传感器的输出信号是否真正是用户所关注的部分物质所产生，这也是光离子化传感器应用中的一个痛点。

光离子化传感器的信号输出具有类似抛物线型的非线性特征，目前的光离子化传感器在低浓度段可以实现1ppb的分辨率，但是在几百ppm以上浓度时检测分辨率就严重变差，往往只能达到几十ppm，甚至只有上百ppm的分辨率。鉴于此，我们提出一种一体化多余度离子化传感器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体化多余度离子化传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种一体化多余度离子化传感器，所述传感器上设置有进气口、电离室、出气口，且所述进气口、出气口与所述电离室连通；所述电离室内至少包含：

一个偏置电极，用于对被测气体施加直流电压；

两个收集电极，用于获取与被测气体浓度相对应的电流信号；

两个真空紫外灯，且所述真空紫外灯配置的输出光子能量不同或相同，用于被测气体施冗余测量和去除被气体中的干扰物；

一个高压驱动模块，用于驱动所述真空紫外灯。

优选的，所述真空紫外灯配置的输出光子能量相同，且所述高压驱动模块独立驱动所述真空紫外灯；

检测时，向电离室内通入被测气体，先开启其中一个真空紫外灯，并利用收集电极收集到一定强度的离子流信号后再开启另一真空紫外灯，并利用收集电极收集离子流信号，通过在后采集的离子流信号检验在前采集的离子流信号，减少测量误差。

优选的，述真空紫外灯配置的输出光子能量不同，且所述高压驱动模块并行驱动所述真空紫外灯；