[发明专利]一种浸水式检测器

说明书

技术领域

本发明涉及使用检测器对溶解于水中和其他水性液体中的气态挥发性分析物的检测，在所述检测器中以气相检测这些物质。特别关注的分析物是在水中或水溶液中发现的质量浓度从小于十亿分之一(ppb,10^-9)到千分之几(ppt,10^-3)的不同的挥发性有机化合物(volatile organic compounds，VOC’s)。

背景技术

需要在自然或人为保有的水源或其他水性液体中检测和测量挥发性化合物的存在。许多这样的化合物被归类为挥发性有机化合物(VOC’s)，并包括刺激物、雌激素、致癌物和其他对人类、动物和植物生命有害的化学物质。在海洋环境、水路、港口、工业过程用水和废水中，它们都是一个令人关切的问题。在其它水性液体中它们也可能是具有意义的，例如在由于液体食品的发酵和酿造的乙醇检测中。

在大片水内调查气态物质的存在以及以近似实时的方式探查(trace)其来源和程度是经常被加以关注的，例如由石油化工产品泄漏到海水中而引起。这样的水体也受到潮流和漂流的影响。因此，优选的是，能够检测水中目标分析物的传感器提供对气态种类浓度的快速和定量测量。

应当注意的是，清洁的饮用水中含有的任何VOC’s的浓度是非常低或不可察觉的，而污染水体中则可能含有广泛的一系列VOC’s任何一种。因此，水中VOC检测器可以在快速识别水中存在一系列不同分析物的情况下起到最大的作用，以便有把握地在VOC’s扩散之前识别它们的来源，并且使得可以以较少时限要求和不再较昂贵的详细分析来选取欲追溯的若干水样。以这种方式使用的检测器通常被称为筛选工具。

一类这样的传感器或检测器包含一个通常为疏水性的膜，该膜在水性感测环境和检测器包隔体(enclosure)之间提供了屏障，分析物能够穿过该膜而进行扩散。在通过引用而并入本专利申请的英国专利GB1421306.0中，具有气态包隔体作为一个元件的这样的检测器，位于优选为疏水性多孔膜内的几毫米处，该疏水性多孔膜将该检测器与含有VOC’s的水分隔开。声称该检测器在某个气体平衡浓度下提供对水中VOC’s的响应。

本发明涉及用于检测水中挥发物的光致电离检测器的操作和构造。

诸如GB1421306.0中的水中挥发物传感器的传感器可能面临的一个问题是水中挥发物的冷凝。水中挥发物传感器可能会从相对冷的空气或水中环境中急剧浸入明显更暖的水中。在这种情况下,在传感器膜的液体界面处的气体中的水蒸气是暖的并处以饱和蒸汽浓度。在自由扩散而通过多孔膜进入冷的传感器内部时，富水的空气被冷却到低于其露点的温度，导致了传感器内的水冷凝。在许多温度波动之后，传感器气体腔中的水可能积聚到导致传感器失效的程度。

本发明寻求减轻上述问题的方法，并在此延长水中挥发物传感器可以在水中操作的时间。

发明内容

根据本发明来提供一种如所附权利要求书的权利要求1所述用于检测水中气体分析物的存在的设备。

优选的是，两个感测电极之间的电位差至少为2伏特，并且它们之间的距离为2毫米或更小。在光致电离检测器的情况下，优选的是，初级阴极和阳极之间的电位差在它们之间的间距下为至少100伏特每毫米。

有利的是，分隔初级电极和次级电极的分隔件兼顾(compromise)低介电和防水材料，诸如聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)。

附图说明

现在将参考附图通过示例进一步描述本发明，其中的单图是在水下使用的光致电离检测器(photoionisation detector,PID)的示意图。

具体实施方式

为了方便起见，以下将吸引且中和阴离子并由于水的电解还可能产生氢气的电极称为阴极，将吸引阳离子并由于水的电解还可能产生氧气的电极称为阳极。

现转到图1，示意图表示通过PID光电元件14的一断面。PID光电元件与通过引用而并入本发明的GB2449664的PID光电元件类似，在于该PID光电元件包含毗连气体感测室20而布置并通过UV透明窗22的方式而分隔开的UV光源12。

在室20内有至少三个电极的堆叠，该堆叠由一对感测电极24和26，和在此被称为栅栏电极(fence electrode)的第三电极28组成。第一和第二感测电极将栅栏电极夹在中间，第一感测电极(阴极)24在距UV光源的最远处，而第二感测电极(阳极)26与将光源从感测室分隔开的窗22毗连。