一种PID传感器和一种VOCs浓度测量方法技术

本发明专利技术公开了一种PID传感器和一种VOCs浓度测量方法，其中PID传感器包括紫光光源和测量室，紫外光源设置在测量室顶部的透光孔上方。电离区域的一侧设置有进气口，相对的另一侧设置有出气口；测量室底部设置有多个正负电极对，正负电极对分别与信号放大器和预充电电源连接。本申请实施例使用多个正负电极对来吸收电离区域电离出的离子，通过检测正电极和负电极的电势差来确定离子的电离程度以及VOCs的浓度；又通过上游区域和下游区域的正负电极对的电势差来识别不同质量的离子和带不同电荷的离子，从而确定VOCs的化合物离子组分。本申请可有效提高VOCs的测量精度，并提高测量时的物质区分度，本申请适用于气体光学检测领域。域。域。

【技术实现步骤摘要】
一种PID传感器和一种VOCs浓度测量方法


[0001]本申请涉及气体光学检测领域，尤其涉及一种PID传感器和一种VOCs浓度测量方法。

技术介绍

[0002]随着人们的安全意识和环保意识的进一步增强，大气环境的监测成为重要的课题。而其中，VOCs(volatile organic compounds，挥发性有机化合物)监测是其中重要的一环，由于一些有毒VOCs的挥发会对动植物造成严重伤害，因此VOCs含量成为了评估空气质量的重要指标。相关技术中，大型VOCs检测机器价格昂贵，布置起来比较麻烦，因此实际空气监测工作中，经常使用小型的PID(Photo Ionization Detectors，光离子检测)传感器进行VOCs浓度的测量。PID传感器具有检测速度快、对检测气体无破坏等优点，但目前，大部分PID传感器只能测量气体中VOCs的总量，但是VOCs是一类易挥发的有机化合物的总称，相关技术中的PID传感器无法记录气体中VOCs的特征，对于不同种类的VOCs难以作区分，这对于后续的大气数据分析乃至大气环境治理无疑都是不利的。

技术实现思路

[0003]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请提出一种PID传感器和一种VOCs浓度测量方法，利用本申请提出的PID传感器进行气体检测，可以确定VOCs的浓度以及VOCs的化合物离子组分。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种PID传感器，包括：紫外光源、测量室；所述测量室的顶部设置有透光孔，所述紫外光源设置在所述透光孔上方；所述测量室的电离区域的一侧设置有进气口，所述电离区域相对的另一侧设置有出气口；上游区域的底部、所述电离区域的底部和下游区域的底部均设置有多个正负电极对，所述正负电极对与信号放大器连接；所述正负电极对包括一个正电极和一个负电极，所述正电极与所述信号放大器的正输入端连接，所述负电极与所述信号放大器的负输入端连接；所述正电极与预充电电源的正极连接，所述负电极与所述预充电电源的负极连接。其中，所述电离区域位于所述透光孔下方，所述电离区域为所述测量室内所述紫光光源能照射到的最大区域；其中，所述上游区域是指所述电离区域和所述进气口之间的区域；其中，所述下游区域是指所述电离区域和所述出气口之间的区域。
[0005]可选地，所述正负电极对设置在基板上；所述基板上还设置有恒压电极板；所述恒压电极板包括正极板和负极板；所述正极板与恒压电源的正极连接；所述负极板与所述恒压电源的负极连接。
[0006]可选地，所述透光孔上方设置有可移动的遮光板。
[0007]可选地，所述进气口设置有气体控制器，所述气体控制器用于控制气体流速。
[0008]可选地，所述进气口设置还设置有气体过滤器，所述气体过滤器与所述气体控制器连接。
[0009]可选地，所述紫光光源为真空紫外光源，所述紫光光源的功率为30W到200W。
[0010]第二方面，本申请实施例提供了一种VOCs浓度测量方法，包括：使用所述预充电电源对所述正负电极对进行预充电，所述预充电完成后切断所述预充电电源；当所述紫光光源预热完毕，多次从进气口向测量室通入不同流速的测试气体；获取每个所述正负电极对所对应的所述信号放大器的电压差；根据所述电压差，确定所述正负电极对在放电过程中的电势差变化情况；对所述电势差变化情况进行算法分析，确定所述测试气体中的VOCs浓度和VOCs的化合物离子组分。
[0011]可选地，所述对所述电压差变化过程数据进行算法分析，确定所述测试气体中的化合物离子组分和VOCs浓度，包括：在不同气体流速下，确定任一所述正负电极对的自然放电曲线；在不同气体流速下，确定任一所述正负电极对的照射放电曲线；根据所述自然放电曲线、所述照射放电曲线确定所述测试气体中的VOCs浓度和不同化合物离子组分的含量。
[0012]可选地，所述对所述电压差进行算法分析，确定所述测试气体中的化合物离子组分和VOCs浓度，包括：根据所述信号放大器的空间分布，对若干所述信号放大器进行信号采样，确定若干信号采样值；获取所述VOCs的标定采样值；根据下游区域若干信号采样值和所述标定采样值，确定离子质量和带电荷信息；根据所述离子质量和带电荷信息，确定所述VOCs的化合物离子组分。
[0013]本申请实施例的有益效果如下：本申请实施例提供的PID传感器包括紫光光源和测量室，测量室的顶部设置有透光孔，紫外光源设置在透光孔上方；电离区域位于透光孔下方，电离区域为测量室内紫光光源能照射到的最大区域。电离区域的一侧设置有进气口，电离区域相对的另一侧设置有出气口；上游区域的底部、电离区域的底部和下游区域的底部均设置有多个正负电极对，正负电极对与信号放大器连接；正负电极对包括一个正电极和一个负电极，正电极与信号放大器的正输入端连接，负电极与信号放大器的负输入端连接；正电极与预充电电源的正极连接，负电极与预充电电源的负极连接。本申请实施例使用多个正负电极对来吸收电离区域电离出的离子，通过检测正电极和负电极的电势差来确定离子的电离程度以及VOCs的浓度；又通过上游区域和下游区域的正负电极对的电势差来识别不同质量的离子以及带电荷量不同的离子，从而确定VOCs的化合物离子组分。本申请实施例不仅可以采集多个正负电极对的信号提高VOCs浓度的测量精度，还可以确定VOCs的化合物离子组分，有效提高VOCs测量的物质区分度，对于后续的大气数据处理乃至大气环境治理均起到积极影响。
附图说明
[0014]附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
[0015]图1是本申请实施例提供的PID传感器的第一示意图；
[0016]图2是本申请实施例提供的PID传感器的第二示意图；
[0017]图3是本申请实施例提供的基板的示意图；
[0018]图4为本申请实施例提供的VOCs浓度测量方法的步骤流程图；
[0019]图5为本申请实施例提供一个正负电极对的电势差变化图。
具体实施方式
[0020]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0021]需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0022]下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。
[0023]参考图1，图1是本申请实施例提供的PID传感器的第一示意图，该PID传感器100包括紫光光源110和测量室120，测量室的顶部设置有透光孔121，该紫光光源则设置在透光孔的上方，当紫光光源打开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PID传感器，其特征在于，包括：紫外光源、测量室；所述测量室的顶部设置有透光孔，所述紫外光源设置在所述透光孔上方；所述测量室的电离区域的一侧设置有进气口，所述电离区域相对的另一侧设置有出气口；上游区域的底部、所述电离区域的底部和下游区域的底部均设置有多个正负电极对，所述正负电极对与信号放大器连接；所述正负电极对包括一个正电极和一个负电极，所述正电极与所述信号放大器的正输入端连接，所述负电极与所述信号放大器的负输入端连接；所述正电极与预充电电源的正极连接，所述负电极与所述预充电电源的负极连接。其中，所述电离区域位于所述透光孔下方，所述电离区域为所述测量室内所述紫光光源能照射到的最大区域；其中，所述上游区域是指所述电离区域和所述进气口之间的区域；其中，所述下游区域是指所述电离区域和所述出气口之间的区域。2.根据权利要求1所述的PID传感器，其特征在于，所述正负电极对设置在基板上；所述基板上还设置有恒压电极板；所述恒压电极板包括正极板和负极板；所述正极板与恒压电源的正极连接；所述负极板与所述恒压电源的负极连接。3.根据权利要求1所述的PID传感器，其特征在于，所述透光孔上方设置有可移动的遮光板。4.根据权利要求1所述的PID传感器，其特征在于，所述进气口设置有气体控制器，所述气体控制器用于控制气体流速。5.根据权利要求4所述的PID传感器，其特征在于，所述进气口设置还设置有气体过滤器，所述气体过滤器与所述气体控制器连接。6.根据权利要求1所述的P...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伟，杨浩，王新明，陈俊光，严东洋，张艳利，吴振锋，
申请(专利权)人：成都理化魔方科技有限公司，
类型：发明
国别省市：