[发明专利]一种光离子化检测器及动态调节检测器量程的方法

说明书

本发明涉及一种光离子化检测器及动态调节检测器量程的方法。检测器包括：激励电源输出模块、紫外灯、一对离子收集电极片、放大电路和反馈控制电路；激励电源输出模块的输入端与直流电源连接，激励电源输出模块的输出端与紫外灯的激励电极连接，一对离子收集电极片设置在紫外灯的紫外光出射方向，电极片与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与反馈控制电路的输入端连接，反馈控制电路的输出端与激励电源输出模块的控制端连接。本发明通过设置激励电源输出模块和反馈控制电路，实现了根据待测气体浓度范围优化检测精度与灵敏度。

技术领域

本发明涉及探测技术领域，特别是涉及一种光离子化检测器及动态调节检测器量程的方法。

背景技术

光离子化检测器(Photoionization detector，PID)由真空紫外灯、电离室、离子收集电极和放大电路等构成。PID的工作原理是：待测气体吸收紫外灯发射的高于气体分子电离能的光子，形成带电离子，在外加电场的作用下离子迁移形成微弱电流。目前紫外光能量可选值为9.6eV、10.6eV、11.6eV等，其中10.6eV最为常见，可以电离大部分有机蒸气和一部分无机气体。放大电路中，一般通过设置阻值为GΩ级别的电阻将产生的微弱电流放大为可以方便测量的电压值。由于测气体浓度与光离子化电流在一定范围内成线性关系，因此，通过检测PID设备的响应值与气体种类，便可得知待测气体的浓度，从而确定测气体是否超标。

光离子化检测器具有以下优点：

1.光离子化检测器对大多数有机物可产生响应信号；

2.光离子化检测器具有较高的灵敏度；

3.具有较宽的线性范围；

4.它是一种非破坏性检测器；

5.可在常压下进行操作，不需要载气，方便小型化。

尽管PID设备方便使用，但是PID设备在使用时也存在一些缺点。例如，PID设备的气体浓度检测范围往往是固定的，市场上常见的有0-20ppm，0-50ppm，0-200ppm等。在电路不变的情况下，小量程往往意味着高准确性和高信噪比，但是过小的量程会在测量超量程气体时饱和，从而无法得到准确浓度。为了解决这个现实使用的问题，往往需要携带多个量程不同的PID设备或者安装多个量程不同的传感器逐一测试，然后选择较为合适的设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种光离子化检测器及动态调节检测器量程的方法，实现了根据待测气体浓度范围优化检测精度与灵敏度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种光离子化检测器，所述检测器包括：激励电源输出模块、紫外灯、一对离子收集电极片、放大电路和反馈控制电路；

所述激励电源输出模块的输入端与直流电源连接，所述激励电源输出模块的输出端与紫外灯的激励电极连接，用于产生电压可调的电源激励电压，并将所述电压可调的电源激励电压传输至所述紫外灯；

一对所述离子收集电极片设置在所述紫外灯的紫外光出射方向，所述电极片与所述放大电路的输入端连接，用于收集待测气体分子在所述紫外光的照射下电离成的离子电流，并将所述离子电流传输至所述放大电路；

所述放大电路的输出端与所述反馈控制电路的输入端连接，所述放大电路用于将所述离子电流转化成电压并放大，获得放大后的电压，并将所述放大后的电压传输至所述反馈控制电路；

所述反馈控制电路的输出端与所述激励电源输出模块的控制端连接，所述反馈控制电路用于根据所述放大后的电压调整激励电源输出模块输出的电源激励电压的大小，使所述放大后的电压在放大电路的饱和电压的10％至90％，并获取调整后的电源激励电压对应的离子电流检测灵敏度；