本发明专利技术公开一种双光路光离子化气体探测器及检测仪。所述探测器包括两个光离子化光源、基板以及电极；所述基板上设置通孔；所述两个光离子化光源的光窗隔着所述通孔相对设置，所述通孔内壁与所述两个光离子化光源围成的空间为电离室，所述电离室通过进气通道、出气通道与外界连通；所述电极伸入所述电离室。检测仪包括上述探测器。本发明专利技术巧妙地采用双光路设计，使光源辐射强度大幅提高；电极接收截面积成倍增大；使得用本发明专利技术检测仪检测的结果，可以提高一个测量精度等级，测量的响应时间也大幅度缩短，反应更快；且所述探测器有自清洁功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光学检测元件，特别设计一种双光路光离子化气体探测器及包括该探测器的检测仪，属于光电仪器仪表制造业。
技术介绍
光离子化检测器(Photoionization Detector，简称pid)是一种通用性兼选择性的检测器。主要由紫外光源和电离室组成，中间由可透紫外光的光窗相隔，光窗材料采用碱金属或碱土金属的氟化物制成。在电离室内待测组分的分子吸收紫外光能量发生电离，选用不同能量的灯和不同的晶体光窗，可选择性地测定各种类型的化合物。电离后产生微量的电流，被电极捕捉，电流信号经放大器放大后传递给处理器分析。光离子化检测器的线性范围最宽，灵敏度高，越来越受到欢迎。现有的光离子化检测器均为单光源结构。如图1所示，包括一个Pid光源，光窗正对着电离室，电极在电离室的位置，尽可能地贴近Pid光源。由于Pid光源自身的先天性原因，输出光子波长短、大气中衰减快，加上Pid光源制作工艺的难度大，该结构很难大幅提高光源的光输出辐射强度。而光输出的强度决定着进入电离室大气体被电离的程度，是检测精度的关键。因电离室内的气体不能被全部、彻底地光致电离，则探测到的气体浓度是否真实，也就无从谈起。因pid光源的光输出光程在大气中传播距离短，所以探测器的收集电离带电粒子的探测电极必须尽可能的贴近pid光源的窗口，图1所示探测器电极，都是以平行方式贴着pid光源的广窗。受限于电极本身的结构和电离室的设计布局，探测器电极薄而有一定宽度。但如此设计，造成收集电子并形成弱电流的电极截面却不可能增加。事实上，收集电子的电极截面越大，越有利于带电离子的收集。pid单光源的特性需将电极尽可能的贴近光源出光窗口，光输出的距离又短，故一味的增加截面并不能增加电极收集电子形成弱电流的能力。这就是目前在单光源pid探测器设计中不可调和的一对矛盾。这种结构因为电极接受截面小的限制和被检气体进气流速的影响，还会产生让被光离子化的带电粒子溢出而不被收集到的可能，造成探测到的气体浓度与实际气体浓度有偏差。而为了纠正该变差，在实际使用中，需要大量实验来做不同气体的浓度校正，以给出不同气体的测量校正分数。另外，现有多数传感器中，气体电离室中的进气口，均是在pid光源的正上方，出气口在侧边，如图2所示，这种结构，气体流动的方向是在光源1的正上方进入电离室2，然后直转弯，由侧向流出，受到光照射的气体由于要在有电极4遮挡的光源窗口处直转弯。不仅是进入电离室的气体电离受影响，而且由于探测电极遮挡的影响，很难让pid光源的光输出完全被用于照射到气体，光损失较大。在图1结构中，虽然将进入电离室的气流方向做了改变，进入电离室的气体转过三道弯进入电离室，同样地受到探测电极的遮光影响，而且这种结构还造成了加工制作工艺上的复杂。现有的单灯pid探测器，在长期使用过程中，由于光离子化的作用，在pid光源的窗口上会产生光化学作用后产生的沉积物，这种沉积物会严重阻碍pid光源的光子输出。所以使用一段时间后必须进行人工清洁，无法自洁。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种用双灯对射，配合精巧的电离室设计，来大幅提高pid光源的辐射强度，且能够自清洁光窗的双光路光离子化气体探测器及检测仪。本专利技术是通过如下技术方案来实现上述目的：本专利技术公开一种双光路光离子化气体探测器，包括两个光离子化光源、基板以及电极；所述基板上设置通孔；所述两个光离子化光源的光窗隔着所述通孔相对设置，所述通孔内壁与所述两个光离子化光源围成的空间为电离室，所述电离室通过进气通道、出气通道与外界连通；所述电极伸入所述电离室。具体来说，本专利技术两个光离子化光源和基板之间的连接关系是通过两套连接单元与固定连接为一体；每套所述连接单元包括法兰盘部和套筒部，所述套筒部套设在所述光离子化光源外，所述法兰盘部间隔所述基板与另一连接单元的法兰盘部固定，压紧所述基板。本专利技术采用立式电极收集电子形成的弱电流：立式电极为长条片状体，所述长条片状体的端部固定于两个所述法兰盘部之间；所述长条片状体的中部位于所述电离室内，且片状体的平面平行于所述光离子化光源的轴线。本专利技术的所述进气通道和所述出气通道与所述电离室连通的两开口之间连线，与所述电极的走向一致，使得在所述电离室内形成的气流平行于所述电极，避免了电极对光离子化光源发出的光的阻挡，充分电离气流中的成分。本专利技术立式电极设计可以是双极或多极，即所述电极为两条或多条，彼此平行设置。可进一步增加电极截面，提高收集电子形成弱电流的能力。作为一种优选的实施方式，所述连接单元包括灯筒固定座、压紧套筒、测试灯筒和内塞；所述灯筒固定座为圆筒状，在圆筒的一端设有所述法兰盘部，另一端设有外螺纹；所述压紧套筒的底部设有开孔，另一端为开放端，所述开放端设有内螺纹；所述测试灯筒为上下等径的套筒；内塞为一具有一定高度的圆环；其中，所述压紧套筒、所述测试灯筒以及所述灯筒固定座的圆筒部，构成所述的套筒部；当安装所述光离子化光源后，所述光离子化光源被套设在所述测试灯筒内，所述光离子化光源尾部抵顶所述内塞，并容纳于所述内塞的内环空腔内；所述灯筒固定座和所述压紧套筒套在所述测试灯筒外，并通过所述内螺纹、外螺纹连接。为了阻止光离子化光源由灯筒固定座脱离出来，在所述法兰盘部的端面，设有向端面中心延伸的阻挡部。所述灯筒固定座和所述压紧套筒的材质为金属或非金属等硬质材料，如钢、黄铜或硬质橡胶、硬质塑料等。所述测试灯筒和所述内塞的材质为聚四氟乙烯。作为优选实施方式，所述基板包括：两个以上I型垫片，II型垫片；所述I型垫片设有不相连通的通气孔以及位于中心孔；所述II型垫片设置一长圆孔；按照I型垫片-II型垫片-I型垫片顺序叠加，形成所述基板，并且位于所述II型垫片两侧的I型垫片的通气孔对称设置；所述长圆孔与对称设置的所述通气孔、中心孔同时连通。本专利技术还提供一种双光路光离子化气体检测仪，包括上述任一种所述的探测器。本专利技术提供的光离子化气体探测器，光源辐射强度成倍提高；电极接收电子的截面积成倍增大；由于光强度的大幅度提高和电极接收面积的成倍增大，因此用本专利技术制造出来的pid检测仪检测的结果，可以提高一个测量精度等级，测量的响应时间也大幅度缩短，反应更快；并且，本专利技术两对立设置的光源互相照射，可冲击掉光窗上的沉积物，具有自清洁功能，不再需要定期拆卸pid光源，人工清洁，给设备维护维修带来极大便利、增长使用寿命。附图说明图1为现有单光源pid探测器结构示意图；图2为现有另一种单光源pid探测器的结构示意图；图3为本专利技术双光路pid探测器一实施例的剖视结构示意图；图4为本专利技术双光路pid探测器一实施例的另一角度剖视结构示意图；图5为本专利技术连接单元一实施例的分解示意图；图6A为本专利技术I型垫片结构示意图；图6B为本专利技术II型垫片结构示意图；图6C为本专利技术I型垫片-II型垫片-I型垫片叠加成基板的结构示意图。附图标记说明1 pid光源11 光窗2 电离室3 基板31 通孔32 I型垫片321 通气孔322 中心孔33 II型垫片331 长圆孔4 电极5 连接单元51 灯筒固定座511 法兰盘部5111 进气口5112 出气口512 外螺纹513 阻挡部52 压紧套筒521 开孔522 内螺纹53 测试灯筒54 内塞具体实施方式本专利技术公开一种双光路光本文档来自技高网...
【技术保护点】
双光路光离子化气体探测器，其特征在于，包括：两个光离子化光源、基板以及电极；所述基板上设置通孔；所述两个光离子化光源的光窗隔着所述通孔相对设置，所述通孔内壁与所述两个光离子化光源围成的空间为电离室，所述电离室通过进气通道、出气通道与外界连通；所述电极伸入所述电离室。
【技术特征摘要】
1.双光路光离子化气体探测器，其特征在于，包括：两个光离子化光源、基板以及电极；所述基板上设置通孔；所述两个光离子化光源的光窗隔着所述通孔相对设置，所述通孔内壁与所述两个光离子化光源围成的空间为电离室，所述电离室通过进气通道、出气通道与外界连通；所述电极伸入所述电离室。2.如权利要求1所述的探测器，其特征在于，所述两个光离子化光源和基板通过两套连接单元与所述基板固定连接为一体；每套所述连接单元包括连接的法兰盘部和套筒部，所述套筒部套设在所述光离子化光源外，所述法兰盘部间隔所述基板与另一所述连接单元的法兰盘部固定，压紧所述基板。3.如权利要求2所述的探测器，其特征在于，所述电极为长条片状体，所述长条片状体的端部固定于两个所述法兰盘部之间；所述长条片状体的中部位于所述电离室内，且片状体的宽面平行于所述光离子化光源的轴线。4.如权利要求3所述的探测器，其特征在于，所述进气通道和所述出气通道与所述电离室连通的两开口之间的连线，与所述电极的走向一致，使得在所述电离室内形成的气流平行于所述电极。5.如权利要求3所述的探测器，其特征在于，所述电极为两条或两条以上，彼此平行设置。6.如权利要求2所述的探测器，其特征在于，所述连接单元包括灯筒固定座、压紧套筒、测试灯筒和内塞；所述灯筒固定座为圆筒状，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宏盘，
申请(专利权)人：王宏盘，
类型：发明
国别省市：北京;11
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