CN210109047U - 光离子化检测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及气相色谱分析设备领域，提供了一种光离子化检测器。该检测器包括由上至下依次设置的电离源、隔板、控制电路板和基座；控制电路板的两侧分别印刷有与其电路连接的极化电极和接收电极，极化电极与接收电极之间设有电离通道，极化电极上开设有与电离通道连通的第一通孔，接收电极开设有与电离通道连通的第二通孔；隔板上开设有透光孔和出气槽道，透光孔与第一通孔和第二通孔同轴设置，出气槽道的一端与透光孔连通、另一端延伸至隔板的边缘；基座上设有与第二通孔连通的进气通道，进气通道内设有色谱柱。本实用新型不仅大幅提高了检测器的灵敏度和准确性，避免了线路损耗导致电流信号衰减的问题，而且结构紧凑、体积小、灵活便捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及气相色谱分析设备领域，尤其涉及一种光离子化检测器。
背景技术
光离子化检测器(Photoionization Detector，以下简称PID)是一种通用性兼选择性的检测器。PID使用具有特定电离能的真空紫外灯对电离室内的气体分子进行轰击，把气体中含有的有机物分子电离击碎成带正电的离子和带负电的电子，在电极产生的外加电场的作用下离子移动到电极上形成微弱电流。由于被测气体浓度与微弱电流成线性关系，因此，通过检测电流值可得知被检测气体的浓度。
现有的PID的电极通常通过导线与控制器连接。电极接收电流信号后通过导线将微弱的电流信号传输至控制器的信号放大和处理电路。由于线路损耗的存在，电流信号通过导线传输的过程中会产生衰减，进而导致检测结果不准确。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
本实用新型的目的是提供一种结构简单、体积小的光离子化检测器，以解决现有光离子化检测器的信号传输损耗大的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种光离子化检测器，该检测器包括由上至下依次设置的电离源、隔板、控制电路板和基座；所述控制电路板的两侧分别印刷有与其电路连接的极化电极和接收电极，所述极化电极与所述接收电极之间设有电离通道，所述极化电极上开设有与所述电离通道连通的第一通孔，所述接收电极开设有与所述电离通道连通的第二通孔；所述隔板盖设在所述极化电极上，所述隔板上开设有透光孔和出气槽道，所述透光孔与所述第一通孔和所述第二通孔同轴设置，所述出气槽道的一端与所述透光孔连通、另一端延伸至所述隔板的边缘；所述电离源用于依次通过所述透光孔和所述第一通孔对所述电离通道内的待测气体进行电离；所述基座上设有与所述第二通孔连通的进气通道，所述进气通道内设有色谱柱。
其中，所述隔板上设有出气槽，所述透光孔设于所述出气槽的底面，所述出气槽道与所述出气槽连通。
其中，所述透光孔的数量为多个，所述控制电路板上设有多个与所述透光孔一一对应的所述第一通孔和所述第二通孔。
其中，多个所述透光孔呈环形阵列分布。
其中，所述隔板的厚度为0.2～1mm，所述出气槽的横截面呈圆形，所述出气槽的直径为3～10mm。
其中，所述透光孔、所述第一通孔和所述第二通孔的直径相等。
其中，所述第一通孔的直径为0.1～2mm，电离通道的深度为0.2～2mm。
其中，所述电离源为真空紫外灯。
其中，所述进气通道包括扩散槽以及用于插设所述色谱柱的容纳孔，所述基座朝向所述控制电路板的一侧设有扩散槽，所述容纳孔的一端与所述扩散槽的底面连通、另一端贯穿所述基座，所述扩散槽的横截面尺寸大于所述容纳孔的横截面尺寸。
其中，所述扩散槽的横截面呈圆形，所述扩散槽的深度为1～3mm，所述扩散槽的直径为4～10mm。
本实用新型通过将极化电极、接收电极和电离通道集成在控制电路板上，检测过程中产生的电流就可直接传输至控制电路板上的电路进行放大处理而无需通过导线传输至控制器，进而大幅提高了检测器的灵敏度和准确性，避免了线路损耗导致电流信号衰减进而影响检测结果的问题。另外，本实用新型中的检测器相比现有的检测器结构更加紧凑，整体体积更小，在使用过程中更加灵活便捷。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例中的一种光离子化检测器的爆炸示意图；
图2是本实用新型实施例中控制电路板的俯视示意图；
图3是本实用新型实施例中控制电路板的仰视示意图；
图4是本实用新型在检测0.1ppb甲苯时获取的信号响应强度图。
附图标记：
1、真空紫外灯；2、隔板；2.1、透光孔；2.2、出气槽道；
2.3、出气槽；3、控制电路板；3.1、极化电极；
3.1.1.、第一通孔；3.2、接收电极；3.2.1、第二通孔；4、基座；
4.1、扩散槽；5、色谱柱；
具体实施方式
为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。
结合图1至图3所示，本实施例提供了一种光离子化检测器，该检测器包括由上至下依次设置的电离源、隔板2、控制电路板3和基座4；控制电路板3的两侧分别印刷有与其电路连接且相对设置的极化电极3.1和接收电极3.2，极化电极3.1与接收电极3.2之间设有电离通道，极化电极3.1上开设有与电离通道连通的第一通孔3.1.1，接收电极3.2开设有与电离通道连通的第二通孔3.2.1；隔板2盖设在极化电极3.1上，隔板2上开设有透光孔2.1和出气槽道2.2，透光孔2.1与第一通孔3.1.1和第二通孔3.2.1同轴设置，出气槽道2.2的一端与透光孔2.1连通、另一端延伸至隔板2的边缘；电离源用于依次通过透光孔2.1和第一通孔3.1.1对电离通道内的待测气体进行电离；基座4上设有与第二通孔3.2.1连通的进气通道，进气通道内设有色谱柱5。其中，电离源可以但不限于是真空紫外灯1。
下面以真空紫外灯1为例，安装时将真空紫外灯1的光窗朝向隔板2，并使隔板2的透光孔2.1位于真空紫外灯1的光路上。
检测时：将控制电路板3与外部电源连通，以使极化电极3.1与接收电极3.2通过控制电路板3的电路分别与外部电源的正负极连通形成电场。检测过程中，色谱柱5流出物即待测气体在载气的携带下通过第二通孔3.2.1进入电离通道。此时，真空紫外灯1发出的紫外光依次通过透光孔2.1和第一通孔3.1.1照入电离通道，进入电离通道的待测气体在真空紫外灯1的照射下发生电离，也就是说，真空紫外灯1对电离通道内的待测气体分子进行轰击，把待测气体中含有的有机物分子电离击碎成带正电的离子和带负电的电子。由于电离通道位于极化电极3.1和接收电极3.2形成的电场中，因此电离产生的电子和正离子在电场的驱动下会分别向极化电极3.1和接收电极3.2迁移进而产生电流。又由于极化电极3.1和接收电极3.2直接印刷在控制电路板3上，因此电场产生的电流可直接传输至控制电路板3的电路进行放大处理而无需通过导线传输至控制器，进而就可就避免因线路损耗而导致电流信号衰减进而影响检测结果的问题，从而便能提高检测的灵敏度和准确性。例如，如图4所示，检测人员采用本实施例中的检测器检测0.1ppb后发现，利用该检测器检测待测气体浓度时相比现有的检测器灵敏度提高了1-2数量级，并且信号反应迅速、信号强度强、检测结果准确。
可见，该检测器通过将极化电极3.1、接收电极3.2和电离通道集成在控制电路板3上，检测过程中产生的电流就可直接传输至控制电路板3的电路进行放大处理而无需通过导线传输至控制器，进而大幅提高了检测器的灵敏度和准确性，避免了线路损耗导致电流信号衰减进而影响检测结果的问题。另外，本实施例中的检测器相比现有的检测器结构更加紧凑，整体体积更小，在使用过程中更加灵活便捷。
优选地，隔板2上设有出气槽2.3，透光孔2.1设于出气槽2.3的底面，出气槽道2.2与出气槽2.3连通。进一步地，透光孔2.1的数量为多个，控制电路板3上设有多个与透光孔2.1一一对应的第一通孔3.1.1和第二通孔3.2.1。这样设置的好处在于：一方面、可增大真空紫外灯1在电离通道内的照射范围，进一步提高检测的灵敏度和准确性；另一方面、可简化隔板2上的排气结构，具体地：由于多个透光孔2.1均设置在出气槽2.3的底面，出气槽2.3与出气槽道2.2连通，因此经过电离的气体通过各个透光孔2.1进入出气槽2.3后可统一通过出气槽道2.2排出。
进一步地，多个透光孔2.1呈环形阵列分布。其中，透光孔2.1的数量均可以但不限于为1～20个。由于，第一通孔3.1.1和第二通孔3.2.1与透光孔2.1一一对应设置，也就是说，第一通孔3.1.1和第二通孔3.2.1与透光孔2.1的数量相同、位置对应，每个第一通孔3.1.1和第二通孔3.2.1与对应的透光孔2.1同轴，因此当多个透光孔2.1呈环形阵列分布时，极化电极3.1上的多个第一通孔3.1.1、接收电极3.2上的多个第二通孔3.2.1均呈环形阵列分布。当然，需要说明的是，透光孔2.1、第一通孔3.1.1和第二通孔3.2.1为多个时除了可以呈环形阵列分布以外，还可呈矩形阵列分布或随机分布。
优选地，隔板2的厚度为0.2～1mm，出气槽2.3的横截面呈圆形，出气槽2.3的直径为3～10mm。当然，出气槽2.3的横截面形状不限于圆形，例如还可以是矩形、三角形、椭圆形等其他形状。
优选地，为了便于制造，透光孔2.1、第一通孔3.1.1和第二通孔3.2.1的直径相等。其中，第一通孔3.1.1的直径为0.1～2mm，电离通道的深度为0.2～2mm。
优选地，极化电极3.1和接收电极3.2表面镀设有金膜，以增大极化电极3.1和接收电极3.2产生的电场强度。
另外，考虑到色谱柱5的直径较小，为了能够增大单位时间进入电离通道的待测气体的流量，进气通道包括扩散槽4.1以及用于插设色谱柱5的容纳孔，基座4朝向控制电路板3的一侧设有扩散槽4.1，容纳孔的一端与扩散槽4.1的底面连通、另一端贯穿基座4，扩散槽4.1的横截面尺寸大于容纳孔的横截面尺寸。优选地，扩散槽4.1的横截面呈圆形，扩散槽4.1的深度为1～3mm，扩散槽4.1的直径为4～10mm。当然，需要说明的是，扩散槽4.1的横截面形状除了可以是圆形以外，还可以是矩形、三角形或椭圆形等其他形状。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种光离子化检测器，其特征在于，包括由上至下依次设置的电离源、隔板、控制电路板和基座；所述控制电路板的两侧分别印刷有与其电路连接的极化电极和接收电极，所述极化电极与所述接收电极之间设有电离通道，所述极化电极上开设有与所述电离通道连通的第一通孔，所述接收电极开设有与所述电离通道连通的第二通孔；所述隔板盖设在所述极化电极上，所述隔板上开设有透光孔和出气槽道，所述透光孔与所述第一通孔和所述第二通孔同轴设置，所述出气槽道的一端与所述透光孔连通、另一端延伸至所述隔板的边缘；所述电离源用于依次通过所述透光孔和所述第一通孔对所述电离通道内的待测气体进行电离；所述基座上设有与所述第二通孔连通的进气通道，所述进气通道内设有色谱柱。
2.根据权利要求1所述的光离子化检测器，其特征在于，所述隔板上设有出气槽，所述透光孔设于所述出气槽的底面，所述出气槽道与所述出气槽连通。
3.根据权利要求2所述的光离子化检测器，其特征在于，所述透光孔的数量为多个，所述控制电路板上设有多个与所述透光孔一一对应的所述第一通孔和所述第二通孔。
4.根据权利要求3所述的光离子化检测器，其特征在于，多个所述透光孔呈环形阵列分布。
5.根据权利要求2所述的光离子化检测器，其特征在于，所述隔板的厚度为0.2～1mm，所述出气槽的横截面呈圆形，所述出气槽的直径为3～10mm。
6.根据权利要求1所述的光离子化检测器，其特征在于，所述透光孔、所述第一通孔和所述第二通孔的直径相等。
7.根据权利要求1所述的光离子化检测器，其特征在于，所述第一通孔的直径为0.1～2mm，电离通道的深度为0.2～2mm。
8.根据权利要求1所述的光离子化检测器，其特征在于，所述电离源为真空紫外灯。
9.根据权利要求1至8任一项所述的光离子化检测器，其特征在于，所述进气通道包括扩散槽以及用于插设所述色谱柱的容纳孔，所述基座朝向所述控制电路板的一侧设有扩散槽，所述容纳孔的一端与所述扩散槽的底面连通、另一端贯穿所述基座，所述扩散槽的横截面尺寸大于所述容纳孔的横截面尺寸。
10.根据权利要求9所述的光离子化检测器，其特征在于，所述扩散槽的横截面呈圆形，所述扩散槽的深度为1～3mm，所述扩散槽的直径为4～10mm。
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- 2019-05-24 CN CN201920758815.4U patent/CN210109047U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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