[发明专利]一种开放环境下气体杂质的分析检测装置及方法

说明书

本发明提供一种开放环境下气体杂质的分析检测装置及方法，该装置包括等离子体发生装置、朗缪尔探针系统和可调节直流电源，可调节直流电源和朗缪尔探针系统与等离子体发生装置均连接，等离子体发生装置包括片状的阳极、阴极和电离探测器，阳极、阴极和电离探测器相互堆叠设置，阳极、阴极和电离探测器处贯穿设置有电离通孔。本发明的有益效果：能够在开放环境下更精确地对气体电离后的等离子体进行探测，进而使得气体杂质的分析更加精确。

技术领域

本发明涉及气体分析技术领域，具体而言，涉及一种开放环境下气体杂质的分析检测装置及方法。

背景技术

气体组分分析是一种非常重要的技术，广泛运用于工业、医学、环境和科学研究等领域。相关技术中，通过朗缪尔(Langmuir)探针系统对气体的等离子体进行电流采集，以进行气体杂质的分析检测，但通常情况下，朗缪尔探针通过常规的柱探针或球探针，以浸入在等离子体中进行探测，而在对气体进行电离的电离设备中，对电极与电极的构造可能存在限制，如需要将电极与电极之间的间距设置得较近，才能实现较好的电离效果，在这种情况下，柱探针或球探针引入等离子体中进行探测时，容易受到干扰，甚至无法引入等离子体中进行探测，以此导致难以进行精确的气体杂质分析。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题。为解决上述问题，本发明提供一种开放环境下气体杂质的分析检测装置，包括等离子体发生装置、朗缪尔探针系统和可调节直流电源，所述可调节直流电源和所述朗缪尔探针系统与所述等离子体发生装置均连接，所述等离子体发生装置包括片状的阳极、阴极和电离探测器，所述阳极、所述阴极和所述电离探测器相互堆叠设置，所述阳极、所述阴极和所述电离探测器处贯穿设置有电离通孔。

本技术方案中的开放环境下气体杂质的分析检测装置，其等离子体发生装置包括均为片状的阳极、阴极和电离探测器堆叠而的三明治结构，并开设电离通孔，以进行气体的电离和电离后等离子体的探测，其中片状的电离探测器形成“壁探针”结构，以能够稳定收集来自等离子体中不同电势的电流，进而可以传输至朗缪尔探针系统以用于进行气体杂质分析，电离探测器和阳极以及阴极堆叠而成，大大减少了对等离子体的干扰，使得在开放环境下的气体杂质的分析更加精确。

可选地，所述阳极连接所述可调节直流电源的正极，所述电离探测器连接所述朗缪尔探针系统的正极；所述朗缪尔探针系统的负极连接所述阴极。

可选地，开放环境下气体杂质的分析检测装置还包括发射光谱仪，所述发射光谱仪与所述等离子体发生装置连接，所述发射光谱仪适于采集等离子体的发射光谱。

可选地，开放环境下气体杂质的分析检测装置还包括气体混合装置，所述气体混合装置与所述电离通孔连接。

可选地，所述阳极、所述阴极和所述电离探测器的表面均通过旋涂法涂布有绝缘涂层。

本发明一种开放环境下气体杂质的分析检测方法，基于上述所述的开放环境下气体杂质的分析检测装置；所述方法包括：

当电离通孔处的气体进行电离时，控制朗缪尔探针系统向电离探测器施加预设偏压，以使所述电离探测器探测与所述预设偏压对应等离子体电流，其中，所述朗缪尔探针系统适于根据所述等离子体电流生成所述气体的电流电压曲线；

获取所述电流电压曲线；

根据所述电流电压曲线生成等离子体电子能谱；

根据所述等离子体电子能谱对所述气体进行定量分析。

本技术方案中的开放环境下气体杂质的分析检测方法，具有与上述开放环境下气体杂质的分析检测方法相近似的有益效果，并且通过朗缪尔探针系统采集电流电压曲线，而后生成等离子体电子能谱，根据等离子体电子能谱中包含的数据，进行检测气体的定量分析，完成开放环境下气体杂质的检测，通过计算比较等离子体电子能谱中包含的数据进行检测气体的定量分析，使检测结果更加直观、提高检测的准确性，同时此方法操作简单，能够大大增加了检测气体杂质的时效性。