便携式光离子化气体检测仪制造技术

本发明专利技术涉及气体检测装置，具体是一种便携式光离子化气体检测仪。解决了现有光离子化气体检测器存在的检测准确度、灵敏度不高等问题，该检测仪包括无极紫外灯、内置有偏置电极板和收集电极板的离子化室，离子化室固定有进气端盖，离子化室上开有出气口，离子化室内的电极板平行、正对设置，与无极紫外灯的光线出射方向平行，离子化室内偏置电极板的数量为两块，两偏置电极板的间距与无极紫外灯光学窗口等高，收集电极板置于两偏置电极板间的中间位置；进气端盖上开设有进气窗口，进气窗口处设有金属微尘滤网和双层微孔滤膜。本发明专利技术结构简单、合理，体积小巧，便于携带，检测数据准确，灵敏度高，满足作业现场的实时、连续检测要求，应用范围广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气体检测装置，具体是一种便携式光离子化气体检测仪。
技术介绍
现代有机化工、石油炼制等工业的发展为人类提供了越来越多的新型材 料、新型产品，但同时也带来了越来越多的有毒有害物质。除了我们在工业安 全中常见的无机气体，如一氧化碳、硫化氢、氮氧化物等等以外，毒性更大、 危害更大的有机物质也开始引起人们的广泛注意。如果长时间工作在含有这些 物质(蒸气、挥发物)的环境中，便会对工人造成终身的危害。还有，各类应 急事故发生时'，迅速确认泄漏点、确认污染范围、确认事故发展趋势都是进行 事故处理的首要条件。因此，对有机化合物进行现场低浓度、连续的监测，应 当成为各级安全、消防、劳卫、环境等部门保护工人健康、设备安全的必要手 段。目前，检测有机化合物浓度的方法有多种，如经典的化学分析法，包括气 量法、铜试剂法、乙酰化法、比色法、毛细电泳法、库仑法、检测管法和个人计量法等；其中，检测管法具有检测快速、方便等优点，但是由于存在着准确 度低(误差在20%左右)，而且只能采用"点"的采样方法， 一次只能给出一 个点的瞬时值而不是一个连续值，这样，由于空气流动和气体分布的变化，就 无法给出一个平均浓度值，其数据代表性较差，获取结果的时间较长，测量成 本较高，只能作为定性、半定量分析，电化学仪器易受各种因素干扰，稳定性 差，寿命短。仪器分析法包括傅立叶红外法、色质联机法、分光光度法、荧法、传感器法等；其中，色质联机法可以给出总挥发性有机化合物中各个组分 的种类和浓度，结果可靠准确，但存在采样和检测过程复杂的缺点，同时，它 也采用"点"的采样方法，数据代表性较差。总的来说，化学分析方法和仪器 分析法具有监测准确度高，监测范围宽等优点，但是由于需要专用试剂和专用 仪器，存在着操作繁琐、耗时长、价格昂贵等问题，仅适宜实验室使用，不适 合作业现场的实时连续检测。因此，为适应作业现场的实时连续检测要求，光离子化气体检测器成为当 前检测有机化合物浓度的重要仪器。光离子化气体检测器应用真空紫外灯对由 外界进入离子化室内的被测气体进行照射，使被测气体离子化(即光电离)， 被测气体离子在离子化室内偏置电极板、收集电极板间的电场作用下，由收集 电极板收集，形成离子电流，该离子电流大小与被测气体的浓度有关，因此， 检测器的检测准确度在很大程度上受到离子化室内的离子收集效率影响；根据 电离理论，离子化室内的离子收集效率与离子化室内的偏置电极板、收集电极 板间的距离、电极板的面积、以及加在电极板上的偏置电压有关系。现有光离子化气体检测器的离子化室内设置两个电极板 一个偏置电极 板、 一个收集电极板，两个电极板之间的距离直接影响着离子化室的离子收集 效率；原因在于真空紫外灯的直径大约为6-7mm，若两个电极板间的距离过 小，仅3-4mm，那么，真空紫外灯发出的紫外光就会得不到充分的利用，能够 被离子化的气体分子就会相应的减少，进而影响了离子化室内收集电极板的离 子收集效率，影响检测灵敏度和准确度；同样，若为充分利用真空紫外灯发出 的紫外光，而加大两电极板间的距离，为保证离子化室内收集电极板的离子收 集效率，实现高准确度、高灵敏度的目的，则需加大两电极板间的电压，因此，必然增加检测器的体积和电源开销，提高检测器的成本。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有光离子化气体检测器存在的检测准确度和灵敏度不 高、体积大、成本高等问题，提供了一种便携式光离子化气体检测仪。本专利技术是采用如下技术方案实现的便携式光离子化气体检测仪，包括无 极紫外灯、与无极紫外灯光学窗口正对固定的内置有偏置电极板和收集电极板 的离子化室、以及控制电路，离子化室与无极紫外灯光学窗口的正对侧固定有 进气端盖，离子化室靠无极紫外灯侧的室壁上开有出气口，离子化室内的偏置 电极板和收集电极板平行、正对设置，并与无极紫外灯的光线出射方向平行(即 偏置电极板和收集电极板间的电场方向与无极紫外灯的光线出射方向垂直)， 所述控制电路包含单片机、电源电路、无极紫外灯的驱动电路、输出端与偏置 电极板相连的偏置电路、微弱信号检测电路、与单片机相连的液晶显示屏，微 弱信号检测电路的输入端与收集电极板相连，输出端与单片机信号采集端相 连，离子化室内偏置电极板的数量为两块，且两偏置电极板的间距与无极紫外 灯光学窗口等高，收集电极板置于两偏置电极板间的中间位置，偏置电极板和收集电极板的宽度与无极紫外灯光学窗口等宽；进气端盖为上开设有进气窗口的盖体，且盖体上进气窗口处由外向内设有金属微尘滤网和双层微孔滤膜。本检测仪属气体扩散式气体检测仪，即被测气体以气体扩散方式经由进气 端盖向离子化室内扩散，由进气端盖上的金属微尘滤网和双层微孔滤膜除湿、过滤后，进入离子化室内，由出气口排出；在离子化室内，被测气体受无极紫 外灯照射，离子化，被测气体离子在离子化室内偏置电极板、收集电极板间的 电场作用下，由收集电极板收集，形成离子电流，经由微弱信号检测电路放大、调理为电压信号，送入单片机，由单片机在相关软件支持下，换算处理得到被 测气体的浓度值，最后经由液晶显示屏显示。与现有技术相比，本专利技术在离子化室内增设一块偏置电极板，在离子化室 内形成三极板结构，并使两偏置电极板的间距与无极紫外灯光学窗口等高，收 集电极板置于两偏置电极板间的中间位置，这样，使得无极紫外灯发出的紫外 光得到了充分的利用，縮短了偏置电极板和收集电极板间的距离，因此，只要加上适当的偏置电压(300V)就可以达到很高的离子收集效率，不但提高了检 测仪的检测准确度和灵敏度；而且无需大电源提供偏置电压，使得检测仪的整 体体积也会相应地縮小，从而达到了小型化的目的，便于携带。所述电源电路、 无极紫外灯的驱动电路、偏置电路、微弱信号检测电路为现有公知电路。本专利技术结构简单、合理，体积小巧，重量轻，便于携带，检测数据准确， 灵敏度高，满足作业现场的实时、连续检测要求，应用范围广泛，适用于有 机气体浓度检测，灾区事故泄漏检测，事故区域确认，泄漏物确认，使用、生 产、存储、运输各类有机化合物企业的安全卫生检测工作，环保行业的应急事 故、工业卫生咨询、公安检查、防化等各个领域。附图说明图l为本专利技术的结构示意图2为本专利技术控制电路的原理方框图3为本专利技术无极紫外灯驱动电路的电路原理图4为本专利技术声光报警电路的电路原理图5为本专利技术电源电路的电路原理图。图中l-无极紫外灯；2、 3-偏置电极板；4-收集电极板；5-离子化室；6-出气口； 7-进气窗口； 8-盖体；9-金属微尘滤网；10-微孔滤膜。具体实施例方式如图1、 2所示，便携式光离子化气体检测仪，包括无极紫外灯1、与无 极紫外灯1光学窗口正对固定的内置有偏置电极板2和收集电极板4的离子化 室5、以及控制电路，离子化室5与无极紫外灯1光学窗口的正对侧固定有进 气端盖，离子化室5靠无极紫外灯1侧的室壁上开有出气口 6，离子化室5内 的偏置电极板2和收集电极板4平行、正对设置，并与无极紫外灯l的光线出 射方向平行(即偏置电极板2和收集电极板4间的电场方向与无极紫外灯1的 光线出射方向垂直)，所述控制电路包含单片机、电源电路、无极紫外灯的驱 动电路、输出端与偏置电极板相连的偏置电路、微弱信号检测电路、与单片机 相连的液晶显示屏，微弱信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式光离子化气体检测仪，包括无极紫外灯（１）、与无极紫外灯（１）光学窗口正对固定的内置有偏置电极板（２）和收集电极板（４）的离子化室（５）、以及控制电路，离子化室（５）与无极紫外灯（１）光学窗口的正对侧固定有进气端盖，离子化室（５）靠无极紫外灯（１）侧的室壁上开有出气口（６），离子化室（５）内的偏置电极板（２）和收集电极板（４）平行、正对设置，并与无极紫外灯（１）的光线出射方向平行，所述控制电路包含单片机、电源电路、无极紫外灯的驱动电路、输出端与偏置电极板相连的偏置电路、微弱信号检测电路、与单片机相连的液晶显示屏，微弱信号检测电路的输入端与收集电极板相连，输出端与单片机信号采集端相连，其特征在于：离子化室（５）内偏置电极板的数量为两块，且两偏置电极板（２、３）的间距与无极紫外灯（１）光学窗口等高，收集电极板（４）置于两偏置电极板（２、３）间的中间位置，偏置电极板（２、３）和收集电极板（４）的宽度与无极紫外灯（１）光学窗口等宽；进气端盖为上开设有进气窗口（７）的盖体（８），且盖体（８）上进气窗口（７）处由外向内设有金属微尘滤网（９）和双层微孔滤膜（１０）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊，梁庭，薛晨阳，熊继军，张文栋，孙瑞霞，殷亚飞，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]