CN105606695B - Dbd离子化检测器及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种DBD离子化检测器，包括本体，所述本体内设置有检测腔。所述检测腔顶部和底部分别设置有载气入口和样气出口。所述检测腔内安装有管柱，所述管柱底端与本体设置的样气入口相连通。所述本体内安装有介质阻挡放电机构和极化电压离子收集机构。所述介质阻挡放电机构包括相对设置的两个放电电极，位于检测腔顶部内壁的外侧。所述极化电压离子收集机构包括极化电极和收集电极，所述极化电极和收集电极都伸入到检测腔中，所述极化电极和收集电极都与记录仪相连。DBD离子化检测器上下分成DBD放电区和极化电压离子收集区，通过等离子体使所有化合物离子化，实现对所有组分的有效检测，设备结构简单，无须多检测器联用即可实现半挥发性有机物的连续监测，不会使化合物发生反应，保证化合物离子的完整性，保证检测精度。

Description

DBD离子化检测器及其检测方法
技术领域
本发明涉及一种检测设备，具体地说，是一种用于检测地表水、饮用水中半挥发性有机物的检测器。
背景技术
半挥发性有机物SVOC是地表水、饮用水中一大类重要污染物。为全面监控水体质量、有效监管各类排放源、及时应对环境污染事故，需将水体SVOC纳入在线、现场环保监测体系，实现《地表水环境质量标准》GB3838—2002中至少24种半挥发性有机物监测因子的连续自动监测。
目前，常用的检测器主要有热传导检测器TCD、氢火焰离子化检测器FID、电子捕获检测器ECD、火焰光度检测器FPD等。这些检测器中，TCD能够实现所有组分的检测，但是灵敏度不高；FID、ECD、FPD等检测器选择性较强，一般需要组合使用，设备相对复杂。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足，提出了一种能够实现所有组分的检测、灵敏度高的DBD离子化检测器及其检测方法。
本发明的DBD离子化检测器，包括本体，所述本体内设置有检测腔。
所述检测腔顶部和底部分别设置有载气入口和样气出口。
所述检测腔内安装有管柱，所述管柱底端与本体设置的样气入口相连通。
所述本体内安装有介质阻挡放电机构和极化电压离子收集机构。
所述介质阻挡放电机构包括相对设置的两个放电电极，位于检测腔顶部内壁的外侧。
所述极化电压离子收集机构包括极化电极和收集电极，所述极化电极和收集电极都伸入到检测腔中，所述极化电极和收集电极都与记录仪相连。
所述管柱顶端位于介质阻挡放电机构与极化电压离子收集机构之间。
优选的是，所述极化电极连接有直流电源，所述直流电源通过极化导线与记录仪相连，所述极化导线接地；所述收集电极通过收集导线与记录仪相连；所述极化导线与收集导线之间连接有高电阻。
优选的是，所述极化电极上下设置两个，所述收集电极位于极化电极之间。
一种DBD离子化检测器的检测方法，步骤如下：
1将氦气通过载气入口通入到检测腔中，接通与放电电极相连的放电电源，使放电电极放电，将氦气电离。
2将样气依次通过样气入口和管柱，送入到检测腔中。
3电离的氦气将样气向下反冲，并与样气充分混合，将样气电离。
4样气电离产生的电子通过极化电压形成的电场时被收集电极收集，使收集电极与极化电极之间形成微电流，剩余气体通过样气出口排出。
5记录仪测量收集电极与极化电极之间的微电流，根据微电流波形的出峰时间和峰面积测出样气中的成分以及成分的含量。
本发明的有益效果是：DBD离子化检测器上下分成DBD放电区和极化电压离子收集区，通过等离子体使所有化合物离子化，实现对所有组分的有效检测，设备结构简单，无须多检测器联用即可实现半挥发性有机物的连续监测，不会使化合物发生反应，保证化合物离子的完整性，保证检测精度。
采用两个极化电极和一个收集电极进行电子的收集，通过形成的微电流进行检测，灵敏度高，稳定性强。极化电极和收集电极直接连接电阻值较高的高电阻，使电位信号放大，便于记录仪进行检测。采用极化电极—收集电极—极化电极的电极排列结构，使形成的微电流灵敏度更高、更稳定，抗干扰能力强。
附图说明
附图1为DBD离子化检测器的结构示意图；
附图2为极化电压离子收集机构的结构组成示意图。
具体实施方式
为了能进一步了解本发明的结构、特征及其它目的，现结合所附较佳实施例详细说明如下，所说明的较佳实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
本发明的具体实施方式如下：
如图1所示，DBD离子化检测器包括以石英或刚玉等绝缘材料制成的本体1，本体1内设置有检测腔2。
检测腔2顶部和底部分别设置有载气入口1-1和样气出口1-2。
检测腔2内安装有管柱3，管柱3顶端开口，管柱3底端与本体1设置的样气入口1-3相连通。
本体1内安装有介质阻挡放电机构和极化电压离子收集机构，将检测腔2分为DBD放电区和极化电压离子收集区。
介质阻挡放电机构包括相对设置的两个放电电极4-1，两个放电电极4-1分别与放电电源相连。为了避免放电电极4-1与检测腔2内气体接触，放电电极4-1位于检测腔2顶部内壁的外侧，与气体隔开。
极化电压离子收集机构包括极化电极5-1和收集电极5-2。极化电极5-1和收集电极5-2都伸入到检测腔2中，极化电极5-1和收集电极5-2都与记录仪相连。
如图2所示，极化电极5-1连接有直流电源5-3，为极化电压离子收集区提供极化电压。直流电源5-3正极连接极化电极，负极通过极化导线与记录仪5-4相连，极化导线接地。
收集电极5-2通过收集导线与记录仪5-4相连。极化导线与收集导线之间连接有高电阻5-5，也使收集电极5-2通过高电阻5-5接地。
极化电极5-1上下设置两个，收集电极5-2位于极化电极5-1之间，形成极化电极—收集电极—极化电极的电极排列结构，使形成的微电流灵敏度更高、更稳定。
管柱3顶端位于介质阻挡放电机构与极化电压离子收集机构之间，避免从管柱入到检测腔2的样气进入DBD放电区，并能够迅速与等离子体接触混合，进行离子化。
检测时，将惰性气体氦气通过载气入口通入到检测腔中，接通与放电电极相连的电源，电源通过放电电极进行放电，由于放电能量较高，击穿检测腔2的壁，进入到检测腔内，激发氦气等离子体。
同时待检测的样气通过样气入口进入到管柱内，并沿着管柱向上，从管柱顶端开口流出，进入到检测腔中。
氦气等离子体向下流动，反冲进入检测腔中的样气，与样气混合并吹动样气向下流动。
由于氦气等离子体能量较高，使样气中的化合物离子化，产生正离子和负离子。
向下流动的气体进入极化电压离子收集区，在极化电压形成的电场作用下，样气电离产生的电子被收集电极收集，使收集电极与极化电极之间形成微电流。
记录仪测量收集电极与极化电极之间的微电流，根据微电流波形的出峰时间和峰面积测出样气中的成分以及成分的含量。
而剩余气体通过检测腔2与管柱3之间的环隙进入到样气出口1-2，并排出。

Claims (2)

1.一种DBD离子化检测器，其特征在于，包括本体(1)，所述本体(1)内设置有检测腔(2)，
所述检测腔(2)顶部和底部分别设置有载气入口(1-1)和样气出口(1-2)，
所述检测腔(2)内安装有管柱(3)，所述管柱(3)底端与本体(1)设置的样气入口(1-3)相连通，
所述本体(1)内安装有介质阻挡放电机构和极化电压离子收集机构，
所述介质阻挡放电机构包括相对设置的两个放电电极(4-1)，位于检测腔(2)顶部内壁的外侧，
所述极化电压离子收集机构包括极化电极(5-1)和收集电极(5-2)，所述极化电极(5-1)和收集电极(5-2)都伸入到检测腔(2)中，所述极化电极(5-1)和收集电极(5-2)都与记录仪相连，
所述管柱(3)顶端位于介质阻挡放电机构与极化电压离子收集机构之间；
所述极化电极(5-1)连接有直流电源(5-3)，所述直流电源(5-3)通过极化导线与记录仪(5-4)相连，所述极化导线接地；所述收集电极(5-2)通过收集导线与记录仪(5-4)相连；所述极化导线与收集导线之间连接有高电阻(5-5)；
所述极化电极(5-1)上下设置两个，所述收集电极(5-2)位于极化电极(5-1)之间。
2.一种权利要求1所述DBD离子化检测器的检测方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将氦气通过载气入口通入到检测腔中，接通与放电电极相连的放电电源，使放电电极放电，将氦气电离；
(2)将样气依次通过样气入口和管柱，送入到检测腔中；
(3)电离的氦气将样气向下反冲，并与样气充分混合，将样气电离；
(4)样气电离产生的电子通过极化电压形成的电场时被收集电极收集，使收集电极与极化电极之间形成微电流，剩余气体通过样气出口排出；
(5)记录仪测量收集电极与极化电极之间的微电流，根据微电流波形的出峰时间和峰面积测出样气中的成分以及成分的含量。
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