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，簡稱PID）是一種具有極高靈敏度，用途廣泛的檢測器，可以檢測從極低濃度的10ppb到較高濃度的10000ppm(1％)的揮發(fā)性有機化合物（Volatile Organic Compounds，簡稱VOC）和其它有毒氣體。與傳統(tǒng)檢測方法相比，它具有便攜式，精度高（ppm級），響應(yīng)快，可以連續(xù)測試等優(yōu)點。
　　本論文在介紹紫外氣體檢測的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，完成了基于PID原

2、理的紫外氣體探測器的系統(tǒng)設(shè)計，并對氣體檢測原型機進(jìn)行了初步的標(biāo)定實驗，取得了較好的結(jié)果。文中對氣體傳感器的系統(tǒng)設(shè)計，紫外燈的驅(qū)動電路設(shè)計，氣體信號檢測的方法，電離室設(shè)計、信號處理電路設(shè)計等方面做了詳細(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。在廣泛調(diào)研、實驗的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種響應(yīng)迅速，氣密性好，信號穩(wěn)定的電離室。本文設(shè)計了一種針對氣體檢

3、測的專業(yè)紫外燈的激發(fā)方式，該激發(fā)方式通過改變控制信號可以實時調(diào)整紫外燈功率，保證了傳感器的一致性。并通過EWB電路仿真，設(shè)計了兩路100K，1500VAC輸出，作為其驅(qū)動電路。
　　針對傳感器的輸出信號特征，經(jīng)過實驗，設(shè)計了傳感器的微弱信號檢測電路，實現(xiàn)了信號提取和放大，并設(shè)計模擬濾波電路，進(jìn)行信號的初步濾波。本論文:根據(jù)微弱光電離信號的檢測需要,給出儀器工作原理和硬件核心設(shè)計,集氣體光電離檢測、微弱信號收集、信號檢測與數(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，電源等的電路設(shè)計。
　　本文針對防爆國家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計了傳感器的外殼模具，介紹了與此設(shè)計相關(guān)的防爆，防水，防塵，防輻射方面的內(nèi)容。最后對傳感器原型機完成了系統(tǒng)集成設(shè)計后，進(jìn)行了標(biāo)定實驗，取得了較好的結(jié)果。
　　本課題通過研究光離子化氣體傳感器，突破傳統(tǒng)的光離子化檢測儀的制造方法，使得電離室的設(shè)計與加工大大簡便，不但可以使傳感器的體積和質(zhì)量大大減小，同時解決了光離子化傳感