氣體檢測儀PID技術原理傳感器中紫外燈的選擇

1、選擇10.6eV的紫外燈作為PID光源。

    紫外燈的電離電位是影響傳感器信號的關鍵參數。紫外燈的波長需小于120nm，才具有足夠的電離能將氣體分子電離，一般的紫外燈根本無法滿足。市面上專門針對PID氣體傳感器設計的紫外燈按紫外光的波長（能量）分為三種：9.8eV，10.6eV和11.7eV。其中11.7eV的UV燈由于所發出的光的電離能（IP）*高，故PlD檢測范圍*寬。但是所有11.7eV的紫外燈都是用氟化鋰材料作為高能紫外線輸出窗口。氟化鋰晶體材料在燈管玻璃上的封裝是相當困難的。當它不使用時在空氣中氟化鋰晶體材料會吸收水分，導致窗口漲大，削弱了通過它的紫外線的強度。氟化鋰晶體材料也會因為UV的照射而逐漸老化，導致整個儀器損壞。這些因素共同作用導致了11.7eV燈壽命的變短。一個10.6eV的紫外燈可持續使用24-36個月，而一個11.7eV的燈只能持續使用2-6個月。同時11.7eV的紫外燈的造價遠遠高于9.8eV和10.6eV，進一步降低了其適用性。

11.7eV的紫外燈一般只有當化合物（二氯甲烷，氯仿，四氯化碳）的電離電位超過10.6eV時才使用。同時，9.8和10.6eV具有很多11.7eV的紫外燈不具有的優點：

9.8和10.6eV的PID有更強的針對特性:低電離能意味著能檢測到較少的化學物質。

9.8和10.6eV的PID持續使用不少于一年:它的使用壽命和成本與一氧化碳傳感器相當。

9.8和10.6eV的PID更加靈敏:11.7eV的燈靈敏度較低:主要是山于它的窗口材料氟化鋰晶體對11.7eV的紫外光有阻礙作用。出射光能量的降低使得被測物質難以充分電離，因此，要求11.7eV的PID高精度地檢準確的數據是很難實現的。

本系統選擇的10.6eV燈電離能高于絕大部分有機分子的結合能，且價格較低壽命較長。按照紫外燈的發光原理可以分為電極放電燈，射頻激發燈和無極燈。本系統選擇的RAE公司生產的無極燈相比較具有較高的壽命和激發效率，同時功耗也較低，極好地滿足了系統對體積和功耗的要求。

2、紫外燈的激發方式

紫外燈的激發形式如下圖所示，紫外燈的外圍由兩個對稱的銅片包圍，面積約1cm*2cm,在兩個銅片間通上高頻高壓電（頻率100kHz，峰峰值大于800V，電壓極值大于1500V），激發紫外燈發光。由于銅片間加有高壓電，若遇到易燃氣體容易點燃產生明火。因此為防止爆炸銅片需用黃金紙包著。

圖  紫外燈的激發原理