[實用新型]一種能夠抑制濕度干擾的PID氣體傳感器

有效

• 申請號: 201820409390.1
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN208109752U
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 李月明;范建平;莊大江
• 申請（專利權）人: 無錫格林通安全裝備有限公司
• 主分類號: G01N27/66
• 分類號: G01N27/66
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良

本實用新型屬于傳感器技術領域，涉及一種能夠抑制濕度干擾的PID氣體傳感器，包括外殼、與所述外殼連接的紫外燈，其特征在于：所述紫外燈通過紫外窗與外殼內的氣室連通，所述氣室內設有與所述外殼連接的絕緣T臺，在所述絕緣T臺上設有正電極，在所述正電極的正對面設有負電極，所述負電極位于紫外窗下方，且所述紫外窗投射的紫外光不照射在正電極和負電極上；本實用新型提供的PID氣體傳感器，通過在外殼內設置絕緣T臺，增加了正負極間的絕緣路徑，進而降低了外殼內壁的電導率，從而減小了濕度干擾產生的漏電流，零點穩定性好；同時正負極間的距離短，但正對面積大，進一步保證了傳感器的靈敏度。

技術領域

本實用新型涉及一種氣體傳感器，尤其是一種能夠抑制濕度干擾的PID氣體傳感器，屬于傳感器技術領域。

背景技術

光離子化氣體傳感器（后簡稱PID）具有廣譜（對多種氣體敏感）、實時、靈敏、較長壽命、運行成本低等優點，但也存在濕度干擾影響零點和靈敏度（主要影響零點穩定性）的缺點。

圖1為PID原理：圖中氣室為離子化室，E為高壓靜電場（極化電壓），被測氣體在紫外線照射下形成的離子被靜電場吸引產生信號電流，測量此電流即可實現對相關氣體的檢測。現場環境中水汽濃度（濕度）的升高一方面使紫外線衰減影響離子化進程從而降低傳感器的靈敏度，更為嚴重的是，水汽附著在離子化室的內壁上造成A和N極之間電導率增加，A和N極之間的漏電流上升，傳感器的零點就會漂移波動。

現有常見PID傳感器的構成與局限性：

解決方案一，在傳感器離子化氣室內放置濕度傳感器，測出濕度后由單片機給予補償。這一做法存在下列缺陷：

1）濕度測量在全量程內做到+/-3%RH已屬不易；

2）濕度傳感器的一致性較差，個體差異明顯；

3）由于溫度改變會影響相對濕度，溫度-濕度-零漂的對應關系復雜，無法做到完全補償；

4）氣樣中的粉塵、離子、水汽的酸堿度雖不影響濕度，但會影響電導率，從而影響傳感器的零點輸出。

對于特定結構的氣室，濕度對零點的影響需通過大量的試驗，還只能求得近似值。一旦氣室結構有變，又要重新試驗，所以，上述方法補償效果不確定。

解決方案二，如圖英國阿爾法公司的做法比較先進（詳見專利EP1474681B1),圖2為其示意圖，在氣室內增設了柵欄電極，假設Is為反映被測氣體濃度的離子信號電流，A3為濕度變化引起的漏電流，A4為總電流≈Is+A3，即被測氣體的離子電流與濕度導致的漏電流之和，S為電子開關

在PID傳感器中，所謂濕度干擾本質上主要是氣室內壁沾染水汽使絕緣電阻下降即電導上升從而導致漏電流增加造成的。在圖2中通過增加的柵欄電極11和電子開關S的通斷可單獨測出A3，進而求得Is≈A4-A3。

此方法避免了方案一的5個缺陷，但也存在二個不足：一是由于路徑差異，A3只能近似等于流過傳感器正極(傳感極）的濕度電流；其二是A3本身非常小，可以說是極微弱，測量的誤差較大甚至很大，所以最終求得的Is理論上仍存在誤差。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有PID傳感器存在的問題，提供一種能夠抑制濕度干擾的PID氣體傳感器，通過在外殼內設置絕緣T臺，增加了正負極間的絕緣路徑，進而降低了外殼內壁的電導率，從而減小了濕度干擾產生的漏電流，零點穩定性好；同時正負極間的距離短，但正對面積大，進一步保證了傳感器的靈敏度。

為實現以上技術目的，本實用新型的技術方案是：一種能夠抑制濕度干擾的PID氣體傳感器，包括外殼、與所述外殼連接的紫外燈，其特征在于：所述紫外燈通過紫外窗與外殼內的氣室連通，所述氣室內設有與所述外殼連接的絕緣T臺，在所述絕緣T臺上設有正電極，在所述正電極的正對面設有負電極，所述負電極位于紫外窗下方，且所述紫外窗投射的紫外光不照射在正電極和負電極上。