气体检测仪PID技术原理传感器中紫外灯的选择

1、选择10.6eV的紫外灯作为PID光源。

    紫外灯的电离电位是影响传感器信号的关键参数。紫外灯的波长需小于120nm，才具有足够的电离能将气体分子电离，一般的紫外灯根本无法满足。市面上专门针对PID气体传感器设计的紫外灯按紫外光的波长（能量）分为三种：9.8eV，10.6eV和11.7eV。其中11.7eV的UV灯由于所发出的光的电离能（IP）*高，故PlD检测范围*宽。但是所有11.7eV的紫外灯都是用氟化锂材料作为高能紫外线输出窗口。氟化锂晶体材料在灯管玻璃上的封装是相当困难的。当它不使用时在空气中氟化锂晶体材料会吸收水分，导致窗口涨大，削弱了通过它的紫外线的强度。氟化锂晶体材料也会因为UV的照射而逐渐老化，导致整个仪器损坏。这些因素共同作用导致了11.7eV灯寿命的变短。一个10.6eV的紫外灯可持续使用24-36个月，而一个11.7eV的灯只能持续使用2-6个月。同时11.7eV的紫外灯的造价远远高于9.8eV和10.6eV，进一步降低了其适用性。

11.7eV的紫外灯一般只有当化合物（二氯甲烷，氯仿，四氯化碳）的电离电位超过10.6eV时才使用。同时，9.8和10.6eV具有很多11.7eV的紫外灯不具有的优点：

9.8和10.6eV的PID有更强的针对特性:低电离能意味着能检测到较少的化学物质。

9.8和10.6eV的PID持续使用不少于一年:它的使用寿命和成本与一氧化碳传感器相当。

9.8和10.6eV的PID更加灵敏:11.7eV的灯灵敏度较低:主要是山于它的窗口材料氟化锂晶体对11.7eV的紫外光有阻碍作用。出射光能量的降低使得被测物质难以充分电离，因此，要求11.7eV的PID高精度地检准确的数据是很难实现的。

本系统选择的10.6eV灯电离能高于绝大部分有机分子的结合能，且价格较低寿命较长。按照紫外灯的发光原理可以分为电极放电灯，射频激发灯和无极灯。本系统选择的RAE公司生产的无极灯相比较具有较高的寿命和激发效率，同时功耗也较低，极好地满足了系统对体积和功耗的要求。

2、紫外灯的激发方式

紫外灯的激发形式如下图所示，紫外灯的外围由两个对称的铜片包围，面积约1cm*2cm,在两个铜片间通上高频高压电（频率100kHz，峰峰值大于800V，电压极值大于1500V），激发紫外灯发光。由于铜片间加有高压电，若遇到易燃气体容易点燃产生明火。因此为防止爆炸铜片需用黄金纸包着。

图  紫外灯的激发原理