[發(fā)明專利]一種一體化多余度離子化傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110473066.2
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113176327A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢祎棠;齊寶玲;錢永彪;杭益青;任歡歡
• 申請（專利權(quán)）人: 上海蘇薩電子科技有限公司;盟莆安電子（上海）有限公司
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 上海匯齊專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31364
• 代理人: 童強(qiáng)

本發(fā)明涉及離子化傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種一體化多余度離子化傳感器，所述傳感器上設(shè)置有進(jìn)氣口、電離室、出氣口，且所述進(jìn)氣口、出氣口與所述電離室連通；其特征在于，所述電離室內(nèi)至少包含：一個偏置電極，用于對被測氣體施加直流電壓；兩個收集電極，用于獲取與被測氣體濃度相對應(yīng)的電流信號；兩個真空紫外燈，且所述真空紫外燈配置的輸出光子能量不同或相同，用于被測氣體施冗余測量和去除被氣體中的干擾物；一個高壓驅(qū)動模塊，用于驅(qū)動所述真空紫外燈。本發(fā)明提高了傳感器在全量程范圍內(nèi)的分辨率，能減少測量誤差，有效延長傳感器的維護(hù)周期和使用壽命，且可以用來甄別某些特定的化合物所對應(yīng)的有機(jī)揮發(fā)物濃度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及離子化傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種一體化多余度離子化傳感器。

背景技術(shù)

離子化傳感器當(dāng)有氣體進(jìn)入電離室時，氣體分子受到真空紫外燈發(fā)出的高能量光子撞擊，如該種氣體的電離能低于真空紫外燈發(fā)射光子能量，就有可能被電離成帶正電的離子和帶負(fù)電的電子。在電離室內(nèi)受偏置電極和離子收集電極構(gòu)成的電場作用下，離子和電子被分離，并分別向相對低電位的離子收集電極和相對高電位偏置電極漂移。此時在離子收集電極就產(chǎn)生一個與被電離離子數(shù)目所關(guān)聯(lián)的電流，檢測這個電流的大小，便可計(jì)算出相對應(yīng)的被測氣體濃度。

在實(shí)際應(yīng)用中，光源衰退及紫外窗口玷污引起的零點(diǎn)漂移和靈敏衰減是光離子化傳感器主要問題之一。目前商用的光離子化傳感器均包含一個紫外燈和一個電離室。盡管已有技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感器的零點(diǎn)自修整，但是靈敏度衰減任然需要定期校準(zhǔn)維護(hù)來修正，這也限制了光離子化傳感器在環(huán)保及石油化工等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

光離子化傳感器在現(xiàn)場使用時，現(xiàn)場氣體中所有電離能低于傳感器內(nèi)部紫外燈輸出光子能量的物質(zhì)均會被電離而產(chǎn)生信號。很多時候很難判別傳感器的輸出信號是否真正是用戶所關(guān)注的部分物質(zhì)所產(chǎn)生，這也是光離子化傳感器應(yīng)用中的一個痛點(diǎn)。

光離子化傳感器的信號輸出具有類似拋物線型的非線性特征，目前的光離子化傳感器在低濃度段可以實(shí)現(xiàn)1ppb的分辨率，但是在幾百ppm以上濃度時檢測分辨率就嚴(yán)重變差，往往只能達(dá)到幾十ppm，甚至只有上百ppm的分辨率。鑒于此，我們提出一種一體化多余度離子化傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種一體化多余度離子化傳感器，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種一體化多余度離子化傳感器，所述傳感器上設(shè)置有進(jìn)氣口、電離室、出氣口，且所述進(jìn)氣口、出氣口與所述電離室連通；所述電離室內(nèi)至少包含：

一個偏置電極，用于對被測氣體施加直流電壓；

兩個收集電極，用于獲取與被測氣體濃度相對應(yīng)的電流信號；

兩個真空紫外燈，且所述真空紫外燈配置的輸出光子能量不同或相同，用于被測氣體施冗余測量和去除被氣體中的干擾物；

一個高壓驅(qū)動模塊，用于驅(qū)動所述真空紫外燈。

優(yōu)選的，所述真空紫外燈配置的輸出光子能量相同，且所述高壓驅(qū)動模塊獨(dú)立驅(qū)動所述真空紫外燈；

檢測時，向電離室內(nèi)通入被測氣體，先開啟其中一個真空紫外燈，并利用收集電極收集到一定強(qiáng)度的離子流信號后再開啟另一真空紫外燈，并利用收集電極收集離子流信號，通過在后采集的離子流信號檢驗(yàn)在前采集的離子流信號，減少測量誤差。

優(yōu)選的，述真空紫外燈配置的輸出光子能量不同，且所述高壓驅(qū)動模塊并行驅(qū)動所述真空紫外燈；