高灵敏度微型光离子化传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高灵敏度微型光离子化传感器，包括电离室主体和内嵌筒以及电极板，所述的电离室主体为形成有电离腔的块状结构，电离腔的顶部设置有形成进气口的外套盖，侧部形成有排气口，底部形成有入光孔，所述的内嵌筒可匹配地嵌设在所述的电离腔内并与所述的排气口处对应地设置有过孔，所述的电极板被定位在所述的内嵌筒的内腔中。波浪型电极板的设计增加了带电粒子与极板的接触面积，将整个电离部分内置在一个密封的腔内保证了电离室的密封，能够提高电离效率，减小电离产生的本底电流，进而提高光离子化传感器的灵敏度、重复性以及响应时间等性能。

【技术实现步骤摘要】
高灵敏度微型光离子化传感器
本技术属于气体检测
，具体涉及一种用于挥发性有机物混合气体浓度检测的高灵敏度微型光离子化传感器。
技术介绍
传统的气体传感器很难同时检测多种挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds，简称VOCs)，同时基于其他原理的很多检测器很难同时做到安全性和便携性，而利用光离子化技术的光离子化检测器(PhotoIonizationDetector，简称PID)，则是同时具有检测范围广、检出限低、安全且可以制作成便携式的仪器等优点，因此随着近些年人们对空气质量的密切关注，小型化的PID的研究也越来越受到人们的重视。PID传感器(光离子化传感器)是人们根据光电离检测法，通常由紫外灯光源和电离室等主要部件构成。光电离检测法，就是利用高能量的紫外光去电离被测的气体组分，然后通过加上偏置电压，测量电离形成的微弱电流。光电离检测法中的光，采用的是具有一定能级的紫外灯光源，将被测气体通过相应的渠道输入到电离室内，在光源的照射下，产生电离分解，分解后产生分别带有正电的离子和带有负电的电子，这两种物质在电离室极板之间电场的作用下，分别向两极运动，产生电流，通过对电流的测算和标定，反应出被测VOCs的浓度。这种检测方法的精度范围很宽，能够检测从ppm水平级到ppb水平级的气体浓度，目前已经广泛的应用到检测VOCs气体的工作中。现有技术中，待测气体分子在电离室中往往得不到充分的电离，且出于整个传感器体积的考虑，极板面积不会太大，极板电荷的收集效率下降，这些使得整个PID传感器的灵敏度、重复性、抗干扰能力、响应时间等关键性能较差，同时大多出于成本考虑，电极板都选用的不锈钢材料，但是不锈钢的电离能是低于紫外灯的，而人们在设计电离室的时候常常忽略这一点，而导致整个光电离传感器电离时产生不需要的本底电流。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高灵敏度微型光离子化传感器，该高灵敏度微型光离子化传感器能够得到充分电离、电离后的电荷收集效率能够得到较大提高的电离室，提高光电离传感器的灵敏度，同时减小整个传感器的背景信号。。本技术是通过以下技术方案实现的：一种高灵敏度微型光离子化传感器，包括电离室主体和内嵌筒以及电极板，所述的电离室主体为形成有电离腔的块状结构，电离腔的顶部设置有形成进气口的外套盖，侧部形成有排气口，底部形成有入光孔，所述的内嵌筒可匹配地嵌设在所述的电离腔内并与所述的排气口处对应地设置有过孔，所述的电极板被定位在所述的内嵌筒的内腔中。在上述技术方案中，所述的电极板为三个，包括两侧的极化板和位于之间的收集板。在上述技术方案中，所述的内嵌筒的侧壁上形成有定位槽，所述的电极板两端可匹配地卡嵌在所述的定位槽中，所述的电极板的中段呈波浪形以增大接触面积。在上述技术方案中，所述的电极板还一体形成有用以延伸出电离室主体之外的电极。在上述技术方案中，在所述的外套盖的内侧固定设置有减速片，所述的减速片上与所述的进气口对应处设置有透气孔。在上述技术方案中，所述的入光孔的直径为5-8mm，入光孔的深度为1-2mm，所述的内腔的宽度为8-10mm。在上述技术方案中，所述的内嵌筒的高度为8-12mm，收集板处在两块偏置电极片的中间，到两块偏置电极板间的距离分别为6.5mm和1.5mm。在上述技术方案中，所述的内嵌筒为圆筒形，其内腔为方形。在上述技术方案中，还包括与电离室主体固定连接的底座，与所述的底座固定连接的紫外灯驱动电源模块，以及将所述的紫外灯驱动电源模块包容其中且承托所述的电离室主体的固定板。在上述技术方案中，还包括与排气口固定连接的排气筒。本技术的优点和有益效果为：本技术构造了一种用于光离子化传感器的电离室，其包括开设有电离腔的电离室主体，用于施加电场的电极板，用于固定电极板的内嵌筒，气体的入气口与紫外灯光线方向平行，而出气口与紫外光线垂直，电离室采用气体轴向流动式结构，同时在入气口加上减速片，稳定气体流入速度，使得气体能够在紫外光束光程内充分电离，通过将紫外光入射孔与电离腔设计成不同的口径，减小了紫外光与电极板的接触面积减少电极板与紫外光接触的面积，波浪型电极板的设计增加了带电粒子与极板的接触面积，将整个电离部分内置在一个密封的腔内保证了电离室的密封，能够提高电离效率，减小电离产生的本底电流，进而提高光离子化传感器的灵敏度、重复性以及响应时间等性能。该光离子化检测器用于检测密闭舱室、家居安全、大气质量监测、毒品检测、食品安全的挥发性有机物。附图说明图1是本技术较佳实施例提供的电离室的立体结构示意图；图2是图1所示的整个传感器的紫外灯驱动电源模块封装外壳结构图；图3是图1所示的整个传感器电离腔部分结构图；图4是图1所示的整个传感器用于固定紫外灯驱动电源和电离腔的底座结构图；图5是图1所示的光电离传感器中用于底座与电离室主体的固定板的结构图；图6是图1所示的光电离传感器中用于固定电极板的内嵌筒结构图；图7是图1所示的光电离传感器中减速片的结构图；图8是图1所示的光电离传感器中出气筒的结构图；图9是图1所示的光电离传感器中电极板的结构图；图10是图1所示的光电离传感器中外套盖的结构图；图11是图1所示的光电离传感器中盖室垫片和灯室垫片的结构图。其中：2驱动电源模块、39灯室垫片、5电离室主体、20内嵌筒、32电极板、25减速片、40盖室垫片、33外套盖、30出气筒、11底座、16固定板。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合具体实施例进一步说明本技术的技术方案。实施例一本技术的一种高灵敏度微型光离子化传感器，包括电离室主体和内嵌筒以及电极板，所述的电离室主体为形成有电离腔的块状结构，电离腔的顶部设置有形成进气口的外套盖，侧部形成有排气口，底部形成有入光孔8，所述的内嵌筒可匹配地嵌设在所述的电离腔内并与所述的排气口处对应地设置有过孔，所述的电极板被定位在所述的内嵌筒的内腔中。其中，排气口与内嵌筒的出气口同轴心，即处于同一平面，其轴心线平行于电离室底面垂直于侧面且与内嵌筒的轴心线相交，排气口轴心与底面距离为5.5mm，即位于侧面的中部或者中上部，，入光孔与内嵌筒同轴心，直径为6.5mm，内腔为长13mm,宽7mm，完全穿透的长方体腔，内腔的中心在内嵌筒的轴心线上。本技术构造了一种用于光离子化传感器的电离室，其包括开设有电离腔的电离室主体，用于施加电场的电极板，用于固定电极板的内嵌筒，所述电离室主体采用轴向流动式，气体的入气口与紫外灯光线方向平行，而出气口与紫外光线垂直，电离室采用气体轴向流动式结构，稳定气体流入速度，使得气体能够紫外光束光程内充分电离，同时减少电极板与紫外光接触的面积，增加了带电粒子与极板的接触面积，将整个电离部分内置在一个密封的腔内保证了电离室的密封，能够提高电离效率，减小电离产生的本底电流，进而提高光离子化传感器的灵敏度、重复性以及响应时间等性能。具体地说，在紫外灯孔3用于放置电离能为10.6eV，灯口口径为6mm的紫外灯，紫外灯窗口正对电离室主体5的入光孔8，所述的入光孔的直径为5-8mm，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高灵敏度微型光离子化传感器，其特征在于：包括电离室主体和内嵌筒以及电极板，所述的电离室主体为形成有电离腔的块状结构，电离腔的顶部设置有形成进气口的外套盖，侧部形成有排气口，底部形成有入光孔，所述的内嵌筒可匹配地嵌设在所述的电离腔内并与所述的排气口处对应地设置有过孔，所述的电极板被定位在所述的内嵌筒的内腔中。

【技术特征摘要】
1.一种高灵敏度微型光离子化传感器，其特征在于：包括电离室主体和内嵌筒以及电极板，所述的电离室主体为形成有电离腔的块状结构，电离腔的顶部设置有形成进气口的外套盖，侧部形成有排气口，底部形成有入光孔，所述的内嵌筒可匹配地嵌设在所述的电离腔内并与所述的排气口处对应地设置有过孔，所述的电极板被定位在所述的内嵌筒的内腔中。2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度微型光离子化传感器，其特征在于：所述的电极板为三个，包括两侧的极化板和位于之间的收集板。3.根据权利要求1所述的一种高灵敏度微型光离子化传感器，其特征在于：所述的内嵌筒的侧壁上形成有定位槽，所述的电极板两端可匹配地卡嵌在所述的定位槽中，所述的电极板的中段呈波浪形以增大接触面积。4.根据权利要求1所述的一种高灵敏度微型光离子化传感器，其特征在于：所述的电极板还一体形成有用以延伸出电离室主体之外的电极。5.根据权利要求1所述的一种高灵敏度微型光离子化传感器，其特征在于：在所述的外套盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑培超，李海，李志伟，陈静，朱鸿玉，王金梅，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：新型
国别省市：重庆,50