[實用新型]一種光離子化檢測器

有效

• 申請號: 201220664573.0
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN202974961U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 倉懷文;李東明;李海洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N30/64
• 分類號: G01N30/64
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本實用新型涉及一種光離子化檢測器，一種采用紫外光電離物質并檢測的檢測器。

背景技術

光離子化檢測器（photo?ionization?detector,PID）是一種常用的氣相色譜檢測器，利用光的離子化效應實現電離的。光離子化檢測器具有極高的靈敏度，線性范圍寬（濃度范圍一般在4~5個數量級以上），選擇性好，應用范圍廣等優點。與傳統的檢測器相比，它還具有靈敏度高，便攜式，響應速度快，可連續檢測等優點。主要用于環境保護、石油化工等領域。可檢測的物質包括芳香類、醇類、醛類、酮類、胺類、鹵代烴類、硫代烴類、不飽和烴類以及不含碳的無機氣體(氨、砷、硒)、溴和碘類等。

它的工作原理是待測有機物在有特定電離能(如10.6eV)的紫外燈(UV)產生紫外光的直接照射下，發生光電離反應，將有機物分子電離成正離子和電子，在極化電場的作用下，帶電離子向收集極運動，并被檢測產生微弱電流信號。通過檢測離子形成的微弱電流信號的大小得出待測物質濃度的大小的。

根據工作原理，電離能是決定光離子化傳感器能否檢測某化合物的重要因素。在電離室光程足夠短，樣品濃度足夠低的情況下，被測物質濃度才與光離子化電流成線性關系，也就是光離子化傳感器信號與待測物質濃度成正比。針對電離室的設計應該力求滿足檢測指標和靈敏度的要求。所以以高靈敏度、低檢測限為目的光離子化檢測器，應當具有較短的電離室。

電離室內的極化電場同樣對光離子化檢測器的靈敏度有著至關重要的影響。合理的極化電場使得被電離的樣品離子很容易的到達接收極產生電信號。在沒有極化電場的情況下，被電離的樣品離子也能在氣流的帶動下被接收極檢測到，有極化電場的條件下使的這一過程更加容易，使檢測限提高不只一兩了數量級。目前國內的專利關于光離子化檢測器內部的極化電場一般由專門的兩片電極形成，即，兩個極化電極一個接收極，三個電極。而在本專利中其中一片極化電極與接收極共用了，因此也就是兩個電極實現了三個電極的功能，簡化了結構。

為了快速消除樣品殘留光離子化檢測器一般在高于室溫的環境下使用。但光離子化檢測器的對溫度也比較敏感，一般來說溫度升高，紫外燈的光強減弱，小波長的光透過率也迅速下降，使得檢測限有所提高。改變溫度對光離子化檢測器的基線影響也是比較大，升高溫度基線升高。為此在本專利中專門加熱單元與溫控器聯用可使光離子化檢測器工作在某一恒定的溫度條件下。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供靈敏度高，響應迅速，穩定性好，結構簡單，體積小，正負離子都可以檢測的一種光離子化檢測器。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：一種光離子化檢測器，包括極化電極、接收電極、電離室、紫外燈；

極化電極為圓筒形，于圓筒形極化電極內的中心軸線上設有一針狀電極，作為接收電極，極化電極的內部圓筒形腔室構成電離室；接收電極與極化電極同軸，位于電離室的中心軸上；極化電極外側包裹有一殼體；

紫外燈設置于電離室一端，紫外燈發出的紫外光光路與電離室的中心軸同軸，紫外光照射于電離室的中心軸上；

于靠近紫外燈的極化電極的側壁上設有電離室出氣口，于遠離紫外燈的極化電極的側壁上或遠離紫外燈的殼體上設有電離室進氣口。

于靠近電離室位置的殼體內設有加熱棒和溫度傳感器；它們用來控制光離子化檢測器的工作溫度。

紫外燈通過固定螺母與殼體連接，在紫外燈出光口外側的壁面與殼體之間設置有用于密封電離室的密封圈。

極化電極為圓筒形，圓筒的內徑為2.5-5mm，長度為2-5mm，從而確保電離室足夠小減小死空間。

接收電極的直徑要小，一般在0.1-0.5mm，減少紫外燈對其照射產生的本底信號；接收電極的針頭與紫外燈出光面之間距離約為0.5mm；接收電極表面鍍金。

極化電極帶有極化電壓，接收電極與信號放大器信號連接；檢測正離子時極化電極帶正極化電壓，檢測負離子時極化電極帶負極化電壓。

紫外燈為有窗燈亦或為無窗燈；其為直流燈或為交流燈。

光離子化檢測器的最高加熱溫度不要超過350度。

進氣口和出氣口與電離室相通，為孔徑0.1-2mm的微孔；為較少氣流對檢測器的影響，工作最大氣流不要超過500ml/min。

本實用新型光離子化檢測器應用非常廣泛，既可以作為氣相色譜的檢測器使用，檢測各種有機化合物；也可以作為環保行業的危險化學品的檢測器，適用于便攜式儀器中。該光離子化檢測器靈敏度高，響應迅速，穩定性好，正負離子都可以檢測，檢測丙酮、苯等有機化合物的檢測限濃度為ppb級。