CN106841485A

CN106841485A - Ped等离子检测器

Info

Publication number: CN106841485A
Application number: CN201710084644.7A
Authority: CN
Inventors: 王斌
Original assignee: Chengdu Kai Sheng Jie Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Kai Sheng Jie Technology Co Ltd
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2017-06-13

Abstract

本检测器由：1.收集筒，2.端盖，3.发光区，4.隔光块，5.结缘块，6、10.高频电极，7.入气口，8.电子磁化涂层区，9、13.高频电子涂层区，11.出气口，12.石英管，14.固定压环，15.压垫，16.光电池，17.固定圈，18、20.减震垫，19.滤光片，21.电信号构成。在高压高频的交流电压下被测气体通过石英管被电离产生不同的等离子体，被不断激化产生能量，带电气体形成振荡、撞击形成的光源，在不同物质的波段，光的颜色、强弱来区分，采用滤光片、光电池转化为电信号给物质定性、定量的检测器。一个检测器可同时代替多种检测器，满足分析不同的杂质分析的功能，可同时带1到36种的不同发光段的滤光片和相匹配的光电池。现实了同时满足气相色谱仪器和仪表的同步分析。

Description

PED等离子检测器

技术领域

本发明是气相色谱仪、仪表的核心检测器。主要运用于环保、半导体、医用、食品、农业、沼气、气体提纯、石油、化工、核能、国防、科研院所及教学等多行业的分析。

技术背景

目前世界上生产色谱仪器及仪表行业主要是以多种检测器来分析高纯气体中的其它杂质含量，本检测器打破了只有国外少数厂家能做到的技术僵局。

本检测器实现了气相色谱仪器及仪表检测限在中国无法分析到气体微量杂质含量浓度在0.1ppbv/v的格局。本检测器无需燃烧气体、助燃气体，载气可用氮气或惰性气体。填补了国家气体、环保等分析行业的一项空白、突破了行业一技术难题，添加一名重要成员。

发明内容

技术原理

等离子检测器是利用高压高频的交流电压作用下，通过石英管上的电极涂层产生等离子，当气体通过石英管的图中（8）电子磁化涂层区及图中（9与13）高频电压涂层区时，当高压高频产生到100V到4500V频率在0.1MHz到100MHz时就被高强度的电磁场包围。

在两极电源的间距范围内，在高频电压的驱动下，在高强电磁场的作用下纯净气和杂质气体同时进入特殊的石英气体内瞬间被电离成为不同的等离子体。图中（9）涂层区末端与图中（13）涂层区始端的两极区间形成等离子区，同时离子区也是光源的感应区。

因等离子体具有很强的能量，带电气体形成振荡、撞击也是振荡区。

当被测样品杂质组份进入检测器的石英腔体之内，被等离子体电离激化后产生不同的带电粒子在一定区域内，产生撞击形成振荡；由于高频电压与气压或在同等大气压的作用下形成一端流向另一端：即带有电子、离子的气体分子流向被不断激化、不断加速另一电极，在一定间距图中（9）与图中（13）有效范围内就产生了光源。图中（3）即电离出来多种、多条光谱线，就此产生了不同波长的光栓。根据不同杂质组分产生的光就形成不同波长的光栅，就形成了图中（3）发光区。

因不同杂质组分的含量不同，形成的光源波段不同及光的颜色和强、弱度也不同，根据这些发光规律、波长不同的光栅的光设计出（图中1）收集筒，同时来满足色谱仪器、仪表分析的需要。

一组检测器可以布置1到36孔的不同纳米段的图中（19）滤光片，以收集筒圆周与以发光源石英管图中（12）为中心。根据物质通过滤光片的波段来选择不同的波段。

如果多种杂质发光的波段在同一波段，我们就采用色谱法，把杂质物理性质按顺序、按时间、分子大小的规律来通过就可以做到一一区分杂质的定性。就这样把不同杂质、不同波长的光、光的吸收和阻断来收集光信号，从而分析杂质的定性及含量。在图中（8）电子磁化涂层区及图中（9）与图中（13）高频电压涂层区被激化的电子带电的电荷就不一样，所以发出光的波段及颜色自然也不一样。当然采用不同波段的滤光片就阻止不能通过的光栅，因此被检测组分的滤光片，就避免了其它杂质成份发出波段光的干扰，这样光信号经不同波段的滤光片及相吻合的光电池（光电二极管）转化为图中（21）电信号，这个电信号就是该物质被测出的含量。

说明书附图：图1：PED等离子检测器摘要图

图2：PED等离子检测器实物图

图3：PED等离子检测器实施方案图

图4：光电池安装结构图

图5：一管式方案图

图6：双管室方案图

实施方案

等离子检测器如图，图中所示由：1.收集筒，2.端盖，3.发光区，4.隔光块，5.结缘块，6、10.高频电极，7.入气口，8.电子磁化涂层区，9、13.高频电子涂层区，11.出气口，12.石英管，14.固定压环，15.压垫，16.光电池，17.固定圈，18、20.减震垫，19.滤光片,21电信号等构成。

发明的关键点

1、本检测器工作原理简单，检测器精度高、信号稳定、反应速度快、维护量较小、成本低、无需辅助气体、工作温度可在-50℃到300℃内。可以检测微量氢气、氧气、氮气、氦气、氩气、氙气、氪气、一氧化碳、甲烷、二氧化碳等多种有机气体和无机气体，部分气杂质含量的检测限可分析底至0.1ppbV/V。

2、一个检测器可以同时满足气相色谱仪器和仪表的同步分析。

3、一个检测器可同时代替多种检测器。

4、一个检测器可同时满足分析不同的杂质分析的功能。

5、一个检测器同时可带1到36种的不同发光段的滤光片和相匹配的光电池。

6、检测器石英通气腔体，抗酸碱腐蚀性、死体积小，内径可小至1毫米，壁厚薄至0.5毫米。

7、电极区采用铂金涂层。

8、高压采用可调高压高频100V到4500V，频率在0.1MHz到100MHz。

9、工作稳定、精度高、线性好，测量范围宽，部分气体杂质可分析到0.1ppbV/V。

10、发光石英管可采用一管式石英管。也可采用双石英管，内腔体与外腔体双层隔离，中间层为等离子体及纯净气体与杂质成份，在内部腔体产生振荡，与大气压形成的等离子发光体形成多条光谱线。见等离子结构方式原理图。

Claims

1.等离子检测器(PED)是在高压高频的交流电压下，被测气体通过石英管被电离产生为不同的等离子体，被不断激化产生能量，带有电子的气体形成振荡、撞击形成光源，利用不同物质的波段，光的颜色、强弱来区分，采用滤光片、光电池转化为电信号给物质定性、定量的检测器。

2.请求保护等离子检测器结构架构：如图中所示由：1.收集筒，2.端盖，3.发光区，4.隔光块，5.结缘块，6、10.高频电极，7.入气口，8.电子磁化涂层区，9、13.高频电子涂层区，11.出气口，12.石英管，14.固定压环，15.压垫，16.光电池，17.固定圈，18、20.减震垫，19.滤光片,21电信号。

3.请求保护等离子检测器制造方法：在图中石英管上第8、 9、13.涂有一定长度的铂金或利用金属丝紧绕在石英壁上，或一定长度的金属管，或金属壁套、卡在石英管壁的内外层，如图中的方式方法。

4.请求保护等离子检测器有高压高频电源：采用可调高压高频100V到4500V、频率在0.1MHz到100MHz的范围。

5.请求保护等离子检测器发光石英管的方式：石英管可采用一管式，石英管发光产生等离子发光体形成多条光谱线；也可采用双管式，内腔体与外腔体双层隔离，中间层为等离子体及纯净气体与杂质成份，在内部腔体产生振荡，与大气压形成的等离子发光体形成多条光谱线；见等离子结构方式原理图。

6.请求保护等离子检测器的多功能：可同时代替多种检测器，满足分析不同的杂质分析的功能，可同时带1到36种的不同发光段的滤光片和相匹配的光电池；现实了同时满足气相色谱仪器和仪表的同步分析。

7.请求保护等离子检测器原理：利用在高压高频的交流电压下被测气体通个石英管被电离产生为不同的等离子体，被不断激化产生能量，带电气体形成振荡、撞击形成的光源，利用不同物质的波段，光的颜色、强弱来区分，采用滤光片、光电池转化为电信号给物质定性、定量的检测器。