便攜式光離子化檢測(cè)器的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、光離子化檢測(cè)器（Photoionization Detector簡(jiǎn)稱PID）是利用光離子化技術(shù)來檢測(cè)特定的易揮發(fā)有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds簡(jiǎn)稱VOC）濃度的，一種具有極高的靈敏度，廣泛用途的檢測(cè)器。其工作原理是當(dāng)被測(cè)物質(zhì)受到高于自身電離能量的紫外燈的照射時(shí)，會(huì)由于吸收了高能量光子的能量而被電離成帶電離子，帶電離子在外加電場(chǎng)的作用下會(huì)發(fā)生定向的移動(dòng)形成電流，通過對(duì)電流大小的檢測(cè)便可以測(cè)得被測(cè)物質(zhì)的濃度

2、，從而提醒人們?cè)摑舛鹊奈镔|(zhì)是不是對(duì)人體有害、超標(biāo)，起到保護(hù)人自身安全的目的。鑒于現(xiàn)代氣相色譜微型化的發(fā)展方向，檢測(cè)器也向便攜式，微型化的方向發(fā)展。光離子化檢測(cè)器由于其自身的優(yōu)勢(shì)越來越受到人們的青睞。
　　 本文首先全面闡述了的關(guān)于光離子化技術(shù)的理論成果，并且深入學(xué)習(xí)了微弱信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)及濾除噪聲的知識(shí)，結(jié)合自己對(duì)該領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r的研究，提出了自己的設(shè)計(jì)方案。包括傳感器中的紫外燈的選擇、電離室的設(shè)計(jì)，I-V轉(zhuǎn)換電路、AD采樣及單片機(jī)控

3、制電路、紫外燈驅(qū)動(dòng)及電離室極化電源、ARM信號(hào)處理機(jī)控制系統(tǒng)幾個(gè)部分。
　　 詳細(xì)的分析了光電離的相關(guān)理論，只有當(dāng)樣品池光程足夠短，樣品濃度足夠低的情況下，被測(cè)物質(zhì)的濃度才與產(chǎn)生的光離子化電流成線性關(guān)系，然后分析了傳感器對(duì)后續(xù)電路的影響。研究了紫外燈的驅(qū)動(dòng)方式，最后決定采用Heraeus公司所生產(chǎn)的可射頻激發(fā)的PKR106-6型號(hào)紫外燈。圍繞紫外燈并且分析了影響檢測(cè)結(jié)果的所有因素，提出并設(shè)計(jì)了一種響應(yīng)快，氣密性好，反應(yīng)充分的電離

4、室結(jié)構(gòu)并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了電離室周圍的相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路。
　　 待測(cè)的電流信號(hào)從電離室取出以后進(jìn)入自行設(shè)計(jì)的以AD549作為核心部件的I-V轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換并放大，轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)可被放大108、109倍，我們對(duì)I-V電路進(jìn)行了反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證其輸出達(dá)到了很好的效果。經(jīng)過轉(zhuǎn)換放大的電壓信號(hào)，進(jìn)入采樣電路，該電路是通過單片機(jī)控制AD7718芯片進(jìn)行采樣，將模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。采樣后的信號(hào)需要進(jìn)入處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，本設(shè)計(jì)采用了