基于光離子化氣體傳感器的研究.pdf

1、光離子氣體傳感器（Photo Ionization Detector，簡(jiǎn)稱(chēng)PID）是一種具有極高靈敏度，用途廣泛的檢測(cè)器，可以檢測(cè)從極低濃度的10ppb到較高濃度的10000ppm(1％)的揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds，簡(jiǎn)稱(chēng)VOC）和其它有毒氣體。與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比，它具有便攜式，精度高（ppm級(jí)），響應(yīng)快，可以連續(xù)測(cè)試等優(yōu)點(diǎn)。
　　本論文在介紹紫外氣體檢測(cè)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，完成了基于PID原

2、理的紫外氣體探測(cè)器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并對(duì)氣體檢測(cè)原型機(jī)進(jìn)行了初步的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，取得了較好的結(jié)果。文中對(duì)氣體傳感器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，紫外燈的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，氣體信號(hào)檢測(cè)的方法，電離室設(shè)計(jì)、信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)等方面做了詳細(xì)的闡述。
　　本文詳細(xì)分析了光離子化效應(yīng)，當(dāng)樣品池光程足夠短，樣品濃度足夠低，被測(cè)物質(zhì)濃度才與光離子化電流成線性關(guān)系，可以用作氣體檢測(cè)。在廣泛調(diào)研、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種響應(yīng)迅速，氣密性好，信號(hào)穩(wěn)定的電離室。本文設(shè)計(jì)了一種針對(duì)氣體檢

3、測(cè)的專(zhuān)業(yè)紫外燈的激發(fā)方式，該激發(fā)方式通過(guò)改變控制信號(hào)可以實(shí)時(shí)調(diào)整紫外燈功率，保證了傳感器的一致性。并通過(guò)EWB電路仿真，設(shè)計(jì)了兩路100K，1500VAC輸出，作為其驅(qū)動(dòng)電路。
　　針對(duì)傳感器的輸出信號(hào)特征，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了傳感器的微弱信號(hào)檢測(cè)電路，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)提取和放大，并設(shè)計(jì)模擬濾波電路，進(jìn)行信號(hào)的初步濾波。本論文:根據(jù)微弱光電離信號(hào)的檢測(cè)需要,給出儀器工作原理和硬件核心設(shè)計(jì),集氣體光電離檢測(cè)、微弱信號(hào)收集、信號(hào)檢測(cè)與數(shù)據(jù)處理等

4、技術(shù)于一體。此外，本文還介紹了傳感器的周邊元件，如風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)，電源等的電路設(shè)計(jì)。
　　本文針對(duì)防爆國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了傳感器的外殼模具，介紹了與此設(shè)計(jì)相關(guān)的防爆，防水，防塵，防輻射方面的內(nèi)容。最后對(duì)傳感器原型機(jī)完成了系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)后，進(jìn)行了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，取得了較好的結(jié)果。
　　本課題通過(guò)研究光離子化氣體傳感器，突破傳統(tǒng)的光離子化檢測(cè)儀的制造方法，使得電離室的設(shè)計(jì)與加工大大簡(jiǎn)便，不但可以使傳感器的體積和質(zhì)量大大減小，同時(shí)解決了光離子化傳感