專(zhuān)利名稱(chēng)：放電離子化電流檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要適合作為氣相色譜(GC)檢測(cè)器的放電離子化電流檢測(cè)器，并且更具體地，涉及一種使用低頻阻擋放電的放電離子化電流檢測(cè)器。
背景技術(shù)：
作為氣相色譜檢測(cè)器，已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用了諸如熱導(dǎo)池檢測(cè)器(TCD)、電子捕獲檢測(cè)器(ECD)、火焰離子化檢測(cè)器(FID)、火焰光度檢測(cè)器(FPD)和火焰熱離子檢測(cè)器(FTD)等的各種類(lèi)型的檢測(cè)器。在這些檢測(cè)器中，F(xiàn)ID應(yīng)用得最廣泛，特別是用于檢測(cè)有機(jī)物質(zhì)的目的。FID是利用氫火焰使試樣氣體中的試樣成分離子化并檢測(cè)由此產(chǎn)生的離子化電流的裝置。FID可以獲得約6個(gè)量級(jí)的寬動(dòng)態(tài)范圍。然而，F(xiàn)ID存在以下缺陷:(I)FID的離子化效率低，這使得FID的最小可檢測(cè)量不夠低；(2)FID對(duì)于醇類(lèi)、芳香族物質(zhì)和含氯物質(zhì)的離子化效率低；(3) FID需要作為高危險(xiǎn)性物質(zhì)的氫，因此必須設(shè)置防爆設(shè)備或類(lèi)似種類(lèi)的特殊設(shè)備，這使得整個(gè)系統(tǒng)更難以運(yùn)轉(zhuǎn)。另一方面，作為能夠以高靈敏度檢測(cè)從無(wú)機(jī)物質(zhì)到低沸點(diǎn)有機(jī)化合物的各種化合物的檢測(cè)器，傳統(tǒng)上已知有脈沖放電檢測(cè)器O3DD)(例如，參考專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。在該I3DD中，利用高電壓脈沖放電來(lái)激發(fā)氦或其它物質(zhì)的分子。當(dāng)這些分子從它們的激發(fā)態(tài)恢復(fù)至基態(tài)時(shí)，這些分子產(chǎn)生光能。利用該光能使要分析的分子離子化，并且檢測(cè)由所產(chǎn)生的離子引起的離子化電流以獲得與要分析的分子的量(濃度)相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)。在大多情況下，與FID相比，PDD可以實(shí)現(xiàn)更高的離子化效率。例如，F(xiàn)ID對(duì)于丙烷的離子化效率不高于0.0005%，而PDD可以實(shí)現(xiàn)約0.07%的高水平。然而，PDD的動(dòng)態(tài)范圍不如FID的動(dòng)態(tài)范圍寬；事實(shí)是，PDD的動(dòng)態(tài)范圍比FID的動(dòng)態(tài)范圍低一個(gè)或多個(gè)量級(jí)。這是PDD不如FID應(yīng)用廣泛的原因之一。對(duì)于傳統(tǒng)的TOD的動(dòng)態(tài)范圍而言最有可能的制約因素是為了離子化所產(chǎn)生的等離子體的不穩(wěn)定性以及等離子體狀態(tài)的周期性波動(dòng)。為了解決該問(wèn)題，已經(jīng)提出了放電離子化電流檢測(cè)器(例如，參考專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。該檢測(cè)器利用低頻AC激發(fā)電介質(zhì)阻擋放電(以下稱(chēng)為“低頻阻擋放電”)來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的等離子體狀態(tài)。利用低頻阻擋放電所產(chǎn)生的等離子體是非平衡大氣壓等離子體，其不會(huì)如利用射頻放電所產(chǎn)生的等離子體那樣容易變熱。此外，防止了在利用脈沖高電壓激發(fā)產(chǎn)生等離子體的情況下由于電壓施加狀態(tài)的轉(zhuǎn)變而發(fā)生的等離子體的周期性波動(dòng)，由此可以容易地獲得穩(wěn)定可靠的等離子體狀態(tài)。基于這些發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明人已對(duì)使用低頻阻擋放電的放電離子化電流檢測(cè)器進(jìn)行了各種研究并且已對(duì)這種技術(shù)作出了多個(gè)提案(例如，參考專(zhuān)利文獻(xiàn)3和4)。圖5示出使用低頻阻擋放電的放電離子化電流檢測(cè)器的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例。該放電離子化電流檢測(cè)器包括由諸如石英等的電介質(zhì)材料制成的圓筒管41，其中該圓筒管41的內(nèi)部空間用作第一氣體通路42。在圓筒管41的外壁表面上按預(yù)定間隔周向設(shè)置由金屬(例如，不銹鋼或銅)制成的環(huán)狀的等離子體生成電極43、44和45。根據(jù)該設(shè)計(jì),位于第一氣體通路42與等離子體生成電極43、44和45之間的圓筒管41的電介質(zhì)壁用作覆蓋這些電極43、44和45的電介質(zhì)涂覆層，由此使得能夠發(fā)生電介質(zhì)阻擋放電。在這三個(gè)等離子體生成電極43、44和45中，中央的電極44連接至用于生成低頻高AC電壓的激發(fā)用高電壓電源55，而位于中央的電極44兩側(cè)的其它電極43和45接地。在圓筒管41的下部中配置有反沖電極(recoil electrode)50、偏置電極52和離子收集電極53，其中絕緣構(gòu)件51設(shè)置在反沖電極50、偏置電極52和離子收集電極53之間。這些電極各自包括內(nèi)徑相同的圓筒體。這些圓筒體的內(nèi)部形成從圓筒管41中的第一氣體通路42起連續(xù)地延伸的第二氣體通路49。因此，這些電極50、52和53直接暴露至第二氣體通路49內(nèi)的氣體。接地的反沖電極50防止了等離子體中的帶電粒子到達(dá)離子收集電極53，由此降低了噪聲并且提高了 S/N比。偏置電極52連接至偏置DC電源61，而離子收集電極53連接至包括在離子化電流檢測(cè)器62中的電流放大器63。在第二氣體通路49中，偏置電極52、離子收集電極53和它們之間的部分的內(nèi)側(cè)的空間與實(shí)質(zhì)的電流收集區(qū)域相對(duì)應(yīng)。氣體供給管46連接至圓筒管41的上端。經(jīng)由該氣體供給管46，從氣體供給源(未示出)將預(yù)定氣體供給至第一氣體通路42內(nèi)。第一排出管47連接至位于第一氣體通路42和第二氣體通路49之間的連接部的反沖電極50，而第二排出管48連接至第二氣體通路49的止端。在第二氣體通路49中插入細(xì)的試樣導(dǎo)入管54。經(jīng)由該試樣導(dǎo)入管54，將包含要分析的試樣成分的試樣氣體供給至第二氣體通路49內(nèi)。以下說(shuō)明該放電離子化電流檢測(cè)器所進(jìn)行的檢測(cè)操作。如圖5中的右向箭頭所示，兼用作稀釋氣體的等離子體氣體經(jīng)由氣體供給管46被供給至第一氣體通路42內(nèi)。兼用作稀釋氣體的等離子體氣體經(jīng)由第一氣體通路42向下流動(dòng)。在第一氣體通路42的下端，該氣體的一部分發(fā)生分離，從而最終經(jīng)由第一排出管47被排出至外部。該等離子體氣體的剩余部分用作要與試樣氣體混合的稀釋氣體并且流入電流收集區(qū)域。在等離子體氣體正以上述方式流經(jīng)第一氣體通路42的狀態(tài)下，使激發(fā)用高電壓電源55工作，由此激發(fā)用高電壓電源55在等離子體生成電極43與各其它電極44和45之間施加低頻高AC電壓。結(jié)果，在第一氣體通路42中在電極44和45之間的等離子體生成區(qū)域內(nèi)發(fā)生放電。由于該放電穿過(guò)電介質(zhì)涂覆層(即，圓筒管41)發(fā)生，因此該放電是電介質(zhì)阻擋放電。由于該電介質(zhì)阻擋放電，流經(jīng)第一氣體通路42的等離子體氣體在寬的范圍內(nèi)發(fā)生離子化，從而產(chǎn)生等離子體云(即，大氣壓非平衡微等離子體)。大氣壓非平衡微等離子體發(fā)出激發(fā)光，其中該激發(fā)光通過(guò)第一氣體通路42和第二氣體通路49以到達(dá)試樣氣體所在的區(qū)域，并且使該試樣氣體中的試樣成分的分子(或原子)離子化。由于施加至偏置電極52的偏置DC電壓的作用，所生成的試樣離子向離子收集電極53發(fā)出電子或者從離子收集電極53接收電子。結(jié)果，將與所生成的試樣離子的量、即試樣成分的量相對(duì)應(yīng)的離子化電流發(fā)送至電流放大器63，其中該電流放大器63放大該電流并且將該電流輸出作為檢測(cè)信號(hào)。這樣，本放電離子化電流檢測(cè)器產(chǎn)生與所導(dǎo)入的試樣氣體內(nèi)包含的試樣成分的量(濃度)相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1:US_A I53MO92專(zhuān)利文獻(xiàn)2:US_A 15892364
專(zhuān)利文獻(xiàn)3:TO 2009/119050專(zhuān)利文獻(xiàn)4 JP-A 2011-15835
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題在使用上述放電離子化電流檢測(cè)器作為氣相色譜檢測(cè)器的情況下，通常將包含高沸點(diǎn)有機(jī)化合物的試樣氣體導(dǎo)入第二氣體通路49的電流收集區(qū)域。為了使這種高沸點(diǎn)成分維持氣態(tài)，利用外部加熱器(未示出)使第二氣體通路49維持于高溫(高達(dá)約450° C)。在上述放電離子化電流檢測(cè)器中，向偏置電極52施加10(T200V的電壓，而在離子收集電極53處必須檢測(cè)到幾飛安培(fA)程度的極小量電流。因此，偏置電極52和離子收集電極53之間的絕緣構(gòu)件51的阻抗在上述高溫條件下必須不小于幾萬(wàn)億歐姆(ΤΩ)。為此，一般的陶瓷材料由于它們的電阻率隨著溫度的上升而下降所以不適合；并且僅存在有限的幾種滿(mǎn)足上述要求的陶瓷材料。因此，使用諸如高純度氧化鋁或藍(lán)寶石等的昂貴材料已經(jīng)不可避免。這是制造成本增加的原因之一。還需要在電流收集區(qū)域的周?chē)O(shè)置高氣密結(jié)構(gòu)從而防止來(lái)自大氣的氣體滲透(泄漏)。因此，在各絕緣構(gòu)件51和各電極(即，反沖電極50、偏置電極52和離子收集電極53)之間的接觸面處，需要在創(chuàng)建諸如使用鍍金金屬O形環(huán)狀物的氣密密封件等的充分氣密條件的情況下創(chuàng)建耐受上述高溫的結(jié)構(gòu)。另一問(wèn)題是圓筒狀的絕緣構(gòu)件51以及電極50、52和53的堆疊結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期耐久性下降。該問(wèn)題是由諸如以下等的各種因素而造成的:由于熱膨脹系數(shù)不同的絕緣體和金屬這兩種材料之間的連接區(qū)域暴露至溫度循環(huán)所引起的在該區(qū)域內(nèi)發(fā)生的應(yīng)力、或者由于電布線(xiàn)從熱電極連接至室溫下的電路所引起的熱流出或布線(xiàn)熱氧化。本發(fā)明是考慮到上述幾點(diǎn)而產(chǎn)生的，并且其目的在于提供一種耐久性高而且能夠以低成本進(jìn)行制造的放電離子化電流檢測(cè)器。用于解決問(wèn)題的方案目的在于解決上述問(wèn)題的本發(fā)明的第一方面是一種放電離子化電流檢測(cè)器，包括:第一氣體通路，其中使等離子體生成氣體通過(guò)所述第一氣體通路，并且在所述第一氣體通路中利用放電從所述等離子體生成氣體生成等離子體；第二氣體通路，其從所述第一氣體通路的下游端起延伸，其中在所述第二氣體通路中利用所述等離子體的作用使供給至所述第二氣體通路的試樣氣體中的試樣成分離子化；電流檢測(cè)器，用于檢測(cè)由發(fā)生離子化的試樣成分所引起的電流；電介質(zhì)管，其形成所述第一氣體通路的至少一部分；等離子體生成用激發(fā)電極，其安裝至所述電介質(zhì)管的外周；金屬電極，其設(shè)置在所述第二氣體通路內(nèi)從而接觸所述試樣氣體；以及電極結(jié)構(gòu)體，其設(shè)置在所述第一氣體通路內(nèi)，其中:所述電極結(jié)構(gòu)體包括被電介質(zhì)材料覆蓋的金屬管、以及被絕緣材料覆蓋并且插入所述金屬管內(nèi)的金屬線(xiàn)；所述金屬管的一端在所述第一氣體通路的上游側(cè)電接地，并且所述金屬管的另一端至少到達(dá)與所述等離子體生成用激發(fā)電極相對(duì)的位置；所述金屬線(xiàn)的一端從所述第一氣體通路的上游側(cè)被引出至外部，并且所述金屬線(xiàn)的另一端配置有沒(méi)有被所述絕緣材料覆蓋的區(qū)域，其中該區(qū)域位于所述第二氣體通路內(nèi)從而接觸所述試樣氣體；以及所述金屬線(xiàn)的所述一端和所述金屬電極中的一個(gè)連接至偏置電源，另一個(gè)連接至離子化電流檢測(cè)電路。所述“被電介質(zhì)材料覆蓋的金屬管”可以是表面上形成有電介質(zhì)層的金屬管、或者插入由電介質(zhì)材料制成的管內(nèi)的金屬管。同樣，所述“被絕緣材料覆蓋并且插入所述金屬管內(nèi)的金屬線(xiàn)”可以是表面上形成有絕緣層的金屬線(xiàn)、或者插入由絕緣材料制成的管內(nèi)的金屬線(xiàn)。在具有上述結(jié)構(gòu)的放電離子化電流檢測(cè)器中，所述金屬線(xiàn)的沒(méi)有被絕緣材料覆蓋的區(qū)域用作上述的偏置電極或離子收集電極。該金屬線(xiàn)從第一氣體通路的上游側(cè)引出至外部。使第一氣體通路的該上游側(cè)維持于比上述電流收集區(qū)域低的溫度。因此，根據(jù)本發(fā)明第一方面的放電離子化電流檢測(cè)器在偏置電極或離子收集電極引出至外部所經(jīng)由的部分處不需要如傳統(tǒng)上使用的這種高耐熱性的氣密密封件或絕緣構(gòu)件，由此可以降低制造成本。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的放電離子化電流檢測(cè)器可被構(gòu)造成如下:所述金屬電極具有兩端開(kāi)放的中空?qǐng)A筒部以及從所述圓筒部的外周起沿著徑向向外延伸的突出部，所述圓筒部配置在所述第二氣體通路內(nèi)從而包圍所述金屬線(xiàn)的沒(méi)有被所述絕緣材料覆蓋的區(qū)域，以及所述突出部在該區(qū)域的下游側(cè)被引出至所述第二氣體通路的外部并且連接至所述偏置電源或所述離子化電流檢測(cè)電路。利用該結(jié)構(gòu)，在圓筒部的末端附近發(fā)生試樣氣體中的試樣成分的離子化以及由此產(chǎn)生的離子的檢測(cè)，并且金屬電極在位于圓筒部的末端的下游側(cè)的突出部處引出至外部以連接至外部電線(xiàn)。通過(guò)該設(shè)計(jì)，所述金屬電極引出至外部所經(jīng)由的部分位于試樣成分的離子化和離子的檢測(cè)發(fā)生的區(qū)域(即，電流收集區(qū)域)的下游側(cè)。因此，即使經(jīng)由上述部分發(fā)生略微空氣泄漏，已進(jìn)入第二氣體通路的空氣也將通過(guò)氣體的流動(dòng)被輸送至下游區(qū)域，因而將不會(huì)進(jìn)入電流收集區(qū)域。因而，根據(jù)本結(jié)構(gòu)，上述部分無(wú)需嚴(yán)格氣密，而且代替?zhèn)鹘y(tǒng)上使用的鍍金金屬O形環(huán)狀物或其它種類(lèi)的高氣密性密封件而允許使用相對(duì)廉價(jià)的通用型氣密密封件。目的在于解決上述問(wèn)題的本發(fā)明的第二方面是一種放電離子化電流檢測(cè)器，包括:第一氣體通路，其中使等離子體生成氣體通過(guò)所述第一氣體通路，并且在所述第一氣體通路中利用放電從所述等離子體生成氣體生成等離子體；第二氣體通路，其從所述第一氣體通路的下游端起延伸，其中在所述第二氣體通路中利用所述等離子體的作用使供給至所述第二氣體通路的試樣氣體中的試樣成分離子化；電流檢測(cè)器，用于檢測(cè)由發(fā)生離子化的試樣成分所引起的電流；電介質(zhì)管，其形成所述第一氣體通路的至少一部分；
等離子體生成用激發(fā)電極，其安裝至所述電介質(zhì)管的外周；多個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，其插入所述第一氣體通路內(nèi)，其中:所述電極結(jié)構(gòu)體各自包括被電介質(zhì)材料覆蓋的金屬管、以及被絕緣材料覆蓋并且插入所述金屬管內(nèi)的金屬線(xiàn)；所述金屬管的一端在所述第一氣體通路的上游側(cè)電接地，并且所述金屬管的另一端至少到達(dá)與所述等離子體生成用激發(fā)電極相對(duì)的位置；所述金屬線(xiàn)的一端從所述第一氣體通路的上游側(cè)被引出至外部，并且所述金屬線(xiàn)的另一端配置有沒(méi)有被所述絕緣材料覆蓋的區(qū)域，其中該區(qū)域位于所述第二氣體通路內(nèi)從而接觸所述試樣氣體；以及包括在所述電極結(jié)構(gòu)體至少之一中的所述金屬線(xiàn)的一端連接至偏置電源，并且包括在各其它電極結(jié)構(gòu)體中的所述金屬線(xiàn)的一端連接至離子化電流檢測(cè)電路。在該結(jié)構(gòu)中，偏置電極和離子收集電極引出至外部所經(jīng)由的部分可以位于第一氣體通路的上游側(cè)上。由于上述各電極引出至外部所經(jīng)由的部分均沒(méi)有包括在變熱的電流收集區(qū)域中，因此無(wú)需使用耐熱性高的昂貴的密封構(gòu)件或絕緣構(gòu)件，由此可以進(jìn)一步降低制造成本。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明第一方面或第二方面的放電離子化電流檢測(cè)器可被構(gòu)造成如下:所述金屬管的另一端配置有沒(méi)有被所述電介質(zhì)材料覆蓋的區(qū)域，并且該區(qū)域位于所述等離子體生成用激發(fā)電極的下游以及所述金屬線(xiàn)的沒(méi)有被所述絕緣材料覆蓋的區(qū)域的上游。如上所述，所述金屬管的一端在第一氣體通路的上游側(cè)電接地。設(shè)置在金屬管的另一端的沒(méi)有被電介質(zhì)材料覆蓋的區(qū)域用作用于防止等離子體中的帶電粒子到達(dá)離子收集電極的反沖電極。因此，上述結(jié)構(gòu)對(duì)于降低由于等離子體中的帶電粒子所引起的噪聲、由此提聞S/N比而目有效。發(fā)明的效果如迄今為止所述，在根據(jù)本發(fā)明的放電離子化電流檢測(cè)器中，偏置電極引出至外部所經(jīng)由的部分或者離子收集電極引出至外部所經(jīng)由的部分或者這兩者可以配置在相對(duì)低溫的區(qū)域中。該配置防止了在金屬電極和絕緣構(gòu)件之間的接觸部以及/或者電極和外部電路之間的連接部配置在高溫區(qū)域內(nèi)的情況下所發(fā)生的耐久性下降。此外，可以減少諸如上述的鍍金金屬O形環(huán)狀物或者高純度氧化鋁或藍(lán)寶石等的昂貴的密封構(gòu)件和/或絕緣構(gòu)件的使用量以降低制造成本。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器的示意電路圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器的示意電路圖。圖3是示出第二實(shí)施例中的電極的形狀的一個(gè)示例的模型圖。圖4是示出第二實(shí)施例中的電極的形狀的另一示例的模型圖。圖5是傳統(tǒng)的放電離子化電流檢測(cè)器的示意結(jié)構(gòu)圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明10…外部電介質(zhì)管11…環(huán)狀電極12…上側(cè)適配器14…氣體供給管15、15a、15b...內(nèi)部電介質(zhì)管16、16a、16b …金屬管17、17a、17b …絕緣管l8、l8a、l8b …金屬線(xiàn)19…電極結(jié)構(gòu)體19a…第一電極結(jié)構(gòu)體19b…第二電極結(jié)構(gòu)體20…氣密性粘合劑21…激發(fā)用高電壓電源22…中間適配器24…第一排出管25、29…絕緣構(gòu)件26…圓筒體27…凸緣28…凸緣式金屬管30…下側(cè)適配器31…第二排出管32…試樣導(dǎo)入管33…偏置DC電源34…離子化電流檢測(cè)單元35…電流放大器
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明用于執(zhí)行本發(fā)明的模式。第一實(shí)施例以下參考圖1來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例(第一實(shí)施例)的放電離子化電流檢測(cè)器。圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器的示意結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器具有由諸如石英等的電介質(zhì)材料制成的外部電介質(zhì)管10(在本實(shí)施例中為“電介質(zhì)管”)。例如，作為外部電介質(zhì)管10,可以使用外徑為7mm且內(nèi)徑為5mm的石英管。在外部電介質(zhì)管10的外表面上周向設(shè)置由金屬(例如,不銹鋼或銅)制成的環(huán)狀電極11 (在本實(shí)施例中為“等離子體生成用激發(fā)電極”)。
將上側(cè)封閉且下側(cè)開(kāi)放的圓筒形式的上側(cè)適配器12安裝至外部電介質(zhì)管10的上部。利用由氟橡膠或類(lèi)似材料制成的O形環(huán)狀物13使外部電介質(zhì)管10和上側(cè)適配器12之間的間隙氣密密封。氣體供給管14連接至上側(cè)適配器12的周面。上側(cè)適配器12和氣體供給管14這兩者均由諸如不銹鋼等的金屬制成。在外部電介質(zhì)管10的內(nèi)部，設(shè)置由諸如石英等的電介質(zhì)材料制成的內(nèi)部電介質(zhì)管15，其中在該內(nèi)部電介質(zhì)管15內(nèi)插入由不銹鋼或類(lèi)似金屬制成的金屬管16 (在本實(shí)施例中為“被電介質(zhì)材料覆蓋的金屬管”)。在該金屬管16內(nèi)插入由氧化鋁或類(lèi)似材料制成的絕緣管17，其中在該絕緣管17內(nèi)插入由諸如不銹鋼等的金屬制成的金屬線(xiàn)18 (在本實(shí)施例中為“被絕緣材料覆蓋并且插入金屬管內(nèi)的金屬線(xiàn)”)。對(duì)內(nèi)部電介質(zhì)管15、金屬管16、絕緣管17和金屬線(xiàn)18的長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)置，以使得按該順序后者依次長(zhǎng)于前者。更具體地，金屬管16的上端和下端分別從內(nèi)部電介質(zhì)管15的上端和下端突出，絕緣管17的上端和下端分別從金屬管16的上端和下端突出，并且金屬線(xiàn)18的上端和下端分別從絕緣管17的上端和下端突出。以下將由內(nèi)部電介質(zhì)管15、金屬管16、絕緣管17和金屬線(xiàn)18組成的該結(jié)構(gòu)體稱(chēng)為“電極結(jié)構(gòu)體19”。上側(cè)適配器12的上部具有通孔。通過(guò)焊接或釬焊使金屬管16的上端部固定至該通孔內(nèi)。絕緣管17和金屬線(xiàn)18經(jīng)由上側(cè)適配器12內(nèi)的該孔引出至外部。利用氣密性粘合劑20將這些引出部分密封和固定在上側(cè)適配器12的上表面上。上側(cè)適配器12經(jīng)由電線(xiàn)(或氣體供給管14)電接地。因此，金屬管16也經(jīng)由上側(cè)適配器12接地。另一方面，激發(fā)用高電壓電源21連接至環(huán)狀電極11。也就是說(shuō)，在本實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器中，金屬管16和環(huán)狀電極11用作等離子體生成電極。環(huán)狀電極11的內(nèi)周面和金屬管16的外周面的一部分越過(guò)外部電介質(zhì)管10的壁和內(nèi)部電介質(zhì)管15的壁彼此相對(duì)。這意味著由電介質(zhì)材料制成的外部電介質(zhì)管10的壁和內(nèi)部電介質(zhì)管15的壁用作覆蓋等離子體生成電極(即，環(huán)狀電極11和金屬管16)的表面的電介質(zhì)涂覆層，由此使得能夠發(fā)生電介質(zhì)阻擋放電。激發(fā)用高電壓電源21生成低頻高AC電壓，其中該低頻高AC電壓的頻率優(yōu)選在IkHz IOOkHz的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在5kHZ 50kHz的范圍內(nèi)。AC電壓的波形可以是正弦波、矩形波、三角形波、鋸齒波或任何其它形式的波。將外部電介質(zhì)管10的下端插入圓筒狀的中間適配器22。利用由氟橡膠或類(lèi)似材料制成的O形環(huán)狀物23使外部電介質(zhì)管10的下端和中間適配器22之間的間隙氣密密封。在中間適配器22的周壁中設(shè)置由諸如不銹鋼等的金屬制成的第一排出管24。在中間適配器22的下部中，順次配置圓筒狀的絕緣構(gòu)件25、凸緣式金屬管28、另一圓筒狀的絕緣構(gòu)件29和下側(cè)適配器30。凸緣式金屬管28具有圓筒體26和從圓筒體26的下端起沿著徑向向外延伸的凸緣27。該凸緣式金屬管28與本實(shí)施例中的金屬電極相對(duì)應(yīng)，并且圓筒體26和凸緣27分別與本實(shí)施例中的圓筒部和突出部相對(duì)應(yīng)。將外徑小于外部電介質(zhì)管10的內(nèi)徑的圓筒體26從下方插入外部電介質(zhì)管10。外徑與中間適配器22、絕緣構(gòu)件25、29和下側(cè)適配器30的外徑大致相等的凸緣27經(jīng)由絕緣構(gòu)件25和29被保持在中間適配器22的下端和下側(cè)適配器30的上端之間。中間適配器22、下側(cè)適配器30和凸緣式金屬管28都由諸如不銹鋼等的金屬制成。中間適配器22、絕緣構(gòu)件25、凸緣式金屬管28、絕緣構(gòu)件29和下側(cè)適配器30各自利用陶瓷型耐熱粘合劑粘附至鄰接構(gòu)件。下側(cè)適配器30是上側(cè)開(kāi)放且底側(cè)封閉的圓筒狀構(gòu)件。由諸如不銹鋼等的金屬制成的第二排出管31連接至下側(cè)適配器30的周面。下側(cè)適配器30的下側(cè)具有通孔，其中將從氣相色譜柱的出口端延伸的試樣導(dǎo)入管32插入該通孔內(nèi)。將試樣導(dǎo)入管32插入至凸緣式金屬管28的圓筒體26內(nèi)以使得其上端(即，試樣氣體出口)位于圓筒體26的上端和下端之間。如上所述，包括在電極結(jié)構(gòu)體19中的金屬線(xiàn)18的下端具有沒(méi)有被絕緣管17覆蓋的露出部。該露出部從上方插入凸緣式金屬管28的圓筒體26內(nèi)并且配置在圓筒體26的上端附近。因而，金屬線(xiàn)18的露出部位于試樣氣體出口的正上方。金屬線(xiàn)18的上端從上側(cè)適配器12引出至外部并且連接至偏置DC電源33。凸緣式金屬管28連接至包括在離子化電流檢測(cè)單元34(其與“離子化電流檢測(cè)電路”相對(duì)應(yīng))中的電流放大器35。也就是說(shuō)，在本實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器中，金屬線(xiàn)18的下端處的露出部用作偏置電壓，并且凸緣式金屬電極28的圓筒體26用作離子收集電極。這意味著圓筒體26的內(nèi)壁和金屬線(xiàn)18的露出部之間的空間與實(shí)質(zhì)的電流收集區(qū)域相對(duì)應(yīng)。如上所述，包括在電極結(jié)構(gòu)體19中的金屬管16經(jīng)由上側(cè)適配器12接地。金屬管16的下端具有沒(méi)有被內(nèi)側(cè)電介質(zhì)管15覆蓋的露出部。位于凸緣式金屬管28的正上方的該露出部用作用于防止等離子體中的帶電粒子到達(dá)離子收集電極(即，圓筒體26)的反沖電極。在本實(shí)施例中，位于上側(cè)適配器12和外部電介質(zhì)管10的內(nèi)部并且高于內(nèi)部電介質(zhì)管15的下端的區(qū)域與本實(shí)施例的第一氣體通路相對(duì)應(yīng)。位于外部電介質(zhì)管10、中間適配器22和下側(cè)適配器30的內(nèi)部并且低于內(nèi)部電介質(zhì)管15的下端的區(qū)域與本實(shí)施例的第二氣體通路相對(duì)應(yīng)。利用外部加熱器(未示出)對(duì)該第二氣體通路進(jìn)行加熱直至約450° C以使試樣氣體維持于氣態(tài)。以下說(shuō)明該放電離子化電流檢測(cè)器所進(jìn)行的檢測(cè)操作。如圖1中的右向箭頭所示，兼用作稀釋氣體的等離子體氣體經(jīng)由氣體供給管14被供給至上側(cè)適配器12內(nèi)。該等離子體氣體是能夠容易地被離子化的氣體，其中該等離子體氣體的例子包括氦、氬、氮、氖、氙和這些氣體中的兩種以上氣體的任意混合物。兼用作稀釋氣體的等離子體氣體經(jīng)由外部電介質(zhì)管10的內(nèi)壁和內(nèi)部電介質(zhì)管15的外壁之間的空間向下流動(dòng)。在凸緣式金屬管28的圓筒體26的上端處，該氣體流的一部分發(fā)生分尚。該等尚子體氣體的分尚部分經(jīng)由外部電介質(zhì)管10的內(nèi)壁和圓筒體26的外壁之間的空間向下流動(dòng)。在外部電介質(zhì)管10的下端處，流動(dòng)方向先改變成向外然后改變成向上。隨后，該氣體經(jīng)由外部電介質(zhì)管10的外壁和中間適配器22的內(nèi)壁之間的空間向上流動(dòng)，從而最終經(jīng)由第一排出管24被排出至外部。該等離子體氣體的剩余部分進(jìn)入由圓筒體26的內(nèi)部包圍的空間，其中在該空間內(nèi)，該剩余部分用作要與試樣氣體混合的稀釋氣體。在等離子體氣體正以上述方式流經(jīng)外部電介質(zhì)管10的內(nèi)壁和內(nèi)部電介質(zhì)管15的外壁之間的空間的狀態(tài)下，使激發(fā)用高電壓電源21工作，由此激發(fā)用高電壓電源21在用作等離子體生成電極的環(huán)狀電極11和金屬管16這兩者之間施加低頻高AC電壓。結(jié)果，在環(huán)狀電極11和金屬管16之間的等離子體生成區(qū)域內(nèi)發(fā)生放電。由于該放電穿過(guò)電介質(zhì)涂覆層(外部電介質(zhì)管10和內(nèi)部電介質(zhì)管15)發(fā)生，因此該放電是電介質(zhì)阻擋放電。由于該電介質(zhì)阻擋放電，流經(jīng)外部電介質(zhì)管11的內(nèi)壁和內(nèi)部電介質(zhì)管15的外壁之間的空間(即，經(jīng)由第一氣體通路)的等離子體氣體發(fā)生離子化，從而產(chǎn)生等離子體云(即，大氣壓非平衡微等離子體)。大氣壓非平衡微等離子體發(fā)出激發(fā)光，其中該激發(fā)光通過(guò)外部電介質(zhì)管10的內(nèi)壁和內(nèi)部電介質(zhì)管15的外壁之間的空間以到達(dá)試樣氣體存在的區(qū)域，并且使試樣氣體中的試樣成分的分子(或原子)離子化。由于位于試樣氣體出口的正上方的偏置電極(即，金屬線(xiàn)18的露出部)所產(chǎn)生的電場(chǎng)，通過(guò)離子化所產(chǎn)生的試樣離子被吸附至離子收集電極(即，凸緣式金屬管28的圓筒體26)，從而被檢測(cè)作為電流輸出。結(jié)果，將與所生成的試樣離子的量、即試樣成分的量相對(duì)應(yīng)的離子化電流發(fā)送至電流放大器35，其中該電流放大器35放大該電流并且將該電流輸出作為檢測(cè)電流。這樣，本放電離子化電流檢測(cè)器產(chǎn)生與所導(dǎo)入的試樣氣體中包含的試樣成分的量(濃度)相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)。利用本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的效果如下所述。在本實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器中，用作偏置電極的金屬線(xiàn)18經(jīng)由上側(cè)適配器12的上部引出至外部。該上部位于用作稀釋氣體的等離子體氣體的流動(dòng)的上游側(cè)(以下將該氣體流動(dòng)稱(chēng)為等離子體氣體流)，并且試樣氣體沒(méi)有通過(guò)該上部。因此，不同于等離子體氣體流的下游側(cè)的區(qū)域、即第二氣體通路，該上部區(qū)域無(wú)需被加熱至使試樣成分維持于氣態(tài)的高溫。因此，在本實(shí)施例中，偏置電極與檢測(cè)器的殼體之間(即，金屬線(xiàn)18和上側(cè)適配器12之間)的氣密密封件無(wú)需如傳統(tǒng)情況那樣耐熱；作為偏置電極所用的氣密密封件，可以使用諸如上述的氣密性粘合劑20等的耐熱性相對(duì)低的廉價(jià)密封件來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)上使用的鍍金金屬O形環(huán)狀物或類(lèi)似的高耐熱性密封件。對(duì)于該部分，除氣密性密封劑以外，還可使用采用由含氟材料等制成的O形環(huán)狀物的氣密密封件。在本實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器中，將偏置電極(金屬線(xiàn)18)插入電接地的金屬管16內(nèi)并且從等離子體氣體流的上游側(cè)插入第一氣體通路和第二氣體通路內(nèi)。即使絕緣管17的末端的阻抗由于高溫而下降并且使得來(lái)自偏置電極(金屬線(xiàn)18)的漏電流增力口，該電流的全部量也經(jīng)由接地的金屬管16流動(dòng)并且不會(huì)流入離子收集電極。因此，無(wú)需使用傳統(tǒng)上為了使離子收集電極與偏置電極絕緣所需的高阻抗陶瓷(例如，高純度氧化鋁或藍(lán)寶石)。因而，所期望的絕緣管17的作用是使接地的金屬管16與偏置的金屬線(xiàn)18以高阻抗電分離。因此，無(wú)需利用絕緣管17完全覆蓋金屬線(xiàn)18的表面。例如，可以通過(guò)在金屬管16內(nèi)配置多個(gè)短的氧化鋁套筒以使得金屬線(xiàn)18沒(méi)有接觸金屬管16的方式來(lái)構(gòu)造絕緣管17。用作離子收集電極的凸緣式金屬管28設(shè)置在等離子體氣體流的下游側(cè)(S卩，第二氣體通路內(nèi))。如上所述，第二氣體通路被加熱至高溫。因此，與傳統(tǒng)情況相同，凸緣式金屬管28的凸緣27與絕緣構(gòu)件25或29之間的氣密密封件必須具有相對(duì)高的耐熱性。配置直立在凸緣27上的圓筒體26的凸緣式金屬管28以使得在圓筒體26的上端附近發(fā)生試樣氣體的離子化以及離子化電流的檢測(cè)。凸緣27與絕緣構(gòu)件25或29的接觸區(qū)域相對(duì)于發(fā)生試樣氣體的離子化以及離子化電流的檢測(cè)的區(qū)域(即，電流收集區(qū)域)位于等離子體氣體流的下游側(cè)。即使經(jīng)由該接觸區(qū)域發(fā)生略微空氣泄漏，已進(jìn)入第二氣體通路的空氣也將通過(guò)氣體的流動(dòng)被輸送至下游區(qū)域內(nèi)因而無(wú)法到達(dá)電流收集區(qū)域，由此不會(huì)發(fā)生基線(xiàn)的上升或者噪聲量的增加。因此，在本實(shí)施例中，離子收集電極與檢測(cè)器的殼體之間的連接部(即，凸緣式金屬管28的凸緣27經(jīng)由絕緣構(gòu)件25或29鄰接中間適配器22或下側(cè)適配器30的部分)無(wú)需如傳統(tǒng)情況那樣嚴(yán)格氣密。因此，對(duì)于該連接部，無(wú)需使用諸如傳統(tǒng)上使用的鍍金金屬O形環(huán)狀物等的昂貴的耐熱性氣密密封件；例如，可以通過(guò)僅以上述方式利用陶瓷型耐熱粘合劑使這些構(gòu)件接合來(lái)實(shí)現(xiàn)足夠的氣密性。在本實(shí)施例中，經(jīng)由絕緣構(gòu)件25和29與凸緣式金屬管28的凸緣27鄰接的是中間適配器22和下側(cè)適配器30。由于這兩個(gè)適配器都接地，因此即使絕緣構(gòu)件25和29所使用的絕緣材料的電阻率相對(duì)低，漏電流也幾乎不流動(dòng)。因此，無(wú)需使用傳統(tǒng)上用作離子收集電極與檢測(cè)器的殼體之間的絕緣構(gòu)件的高阻抗陶瓷或類(lèi)似部件。例如，在本實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器中，可以使用由氧化鋁或其它材料制成的相對(duì)廉價(jià)的絕緣構(gòu)件。在上述示例中，使金屬線(xiàn)18用作偏置電壓并且使凸緣式金屬管28用作離子收集電極?？梢灶嵉惯@些組合；也就是說(shuō)，可以使金屬線(xiàn)18連接至電流放大器35并且使凸緣式金屬管28連接至偏置DC電源33。代替凸緣式金屬管28，可以設(shè)置與傳統(tǒng)相同的圓筒狀金屬電極作為離子收集電極或偏置電極。然而，在這種情況下，空氣對(duì)電流收集區(qū)域的影響不可忽略。因此，與傳統(tǒng)情況相同，需要在電極與檢測(cè)器的殼體之間的連接部中采用高氣密結(jié)構(gòu)。第二實(shí)施例以下參考圖2來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例(第二實(shí)施例)的放電離子化電流檢測(cè)器。圖2是根據(jù)第二實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器的示意結(jié)構(gòu)圖。在該圖中，利用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示與第一實(shí)施例中所使用的組件相同的組件，并且將適當(dāng)省略針對(duì)這些組件的說(shuō)明。根據(jù)本實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器與第一實(shí)施例的不同之處在于本檢測(cè)器具有兩個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，其中在這兩個(gè)電極結(jié)構(gòu)體中，沒(méi)有使用凸緣式金屬管并且利用一個(gè)一體組件(以下稱(chēng)為“下側(cè)適配器30”)來(lái)替換中間適配器和下側(cè)適配器。本實(shí)施例中的兩個(gè)電極結(jié)構(gòu)體(以下稱(chēng)為“第一電極結(jié)構(gòu)體19a”和“第二電極結(jié)構(gòu)體19b”)各自具有與第一實(shí)施例的電極結(jié)構(gòu)體19相同的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，電極結(jié)構(gòu)體19a或19b具有插入內(nèi)部電介質(zhì)管15a或15b內(nèi)的金屬管16a或16b、插入金屬管16a或16b內(nèi)的絕緣管17a或19b、以及插入絕緣管17a或17b內(nèi)的金屬線(xiàn)18a或18b。金屬管16a或16b的上端和下端分別從內(nèi)部電介質(zhì)管15a或15b的上端和下端突出。同樣,絕緣管17a或17b的上端和下端分別從金屬管16a或16b的上端和下端突出，并且金屬線(xiàn)18a或18b的上端和下端分別從絕緣管17a或17b的上端和下端突出。上側(cè)適配器12的上部具有兩個(gè)通孔。通過(guò)焊接或釬焊使金屬管16a和16b的上端部固定至這些通孔內(nèi)以使第一電極結(jié)構(gòu)體19a和第二電極結(jié)構(gòu)體19b保持在外部電介質(zhì)管10的內(nèi)部。絕緣管17a和17b以及金屬線(xiàn)18a和18b經(jīng)由這兩個(gè)孔引出至外部。利用氣密性粘合劑20單獨(dú)使這些引出部分密封和固定至上側(cè)適配器12的上表面。如上所述，包括在電極結(jié)構(gòu)體19a和19b中的金屬線(xiàn)18a和18b各自的下端具有露出部、即沒(méi)有被絕緣管17a或17b覆蓋的部分。該露出部從上方插入下側(cè)適配器30并且位于與試樣導(dǎo)入管32的上端大致相同的水平處。包括在第一電極結(jié)構(gòu)體19a中的第一金屬線(xiàn)18a的上端連接至偏置DC電源33，而包括在第二電極結(jié)構(gòu)體19b中的第二金屬線(xiàn)18b的上端連接至包括在離子化電流檢測(cè)單元34中的電流放大器35。也就是說(shuō)，在本實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器中，第一金屬線(xiàn)18a的下端處的露出部用作偏置電極，而第二金屬線(xiàn)18b的下端處的露出部用作離子收集電極。因此，這兩個(gè)金屬線(xiàn)18a和18b的下端周?chē)目臻g與實(shí)質(zhì)的電流收集區(qū)域相對(duì)應(yīng)。包括在電極結(jié)構(gòu)體19a和19b中的金屬管16a和16b經(jīng)由上側(cè)適配器12電接地。金屬管16a和16b各自的下端具有露出部、即沒(méi)有被內(nèi)部電介質(zhì)管15a或15b覆蓋的部分。位于電流收集區(qū)域的正上方的這些露出部用作用于防止等離子體中的帶電粒子到達(dá)離子收集電極的反沖電極。與上述實(shí)施例相同。位于上側(cè)適配器12和外部電介質(zhì)管10的內(nèi)部并且高于內(nèi)部電介質(zhì)管15a和15b的下端的區(qū)域與本實(shí)施例中的第一氣體通路相對(duì)應(yīng)，而位于外部電介質(zhì)管10和下側(cè)適配器30的內(nèi)部并且低于內(nèi)部電介質(zhì)管15a和15b的下端的區(qū)域與本實(shí)施例中的第二氣體通路相對(duì)應(yīng)。利用外部加熱器(未示出)對(duì)該第二氣體通路進(jìn)行加熱直至約450° C以使試樣氣體維持于氣態(tài)。在本結(jié)構(gòu)中，偏置電極與檢測(cè)器的殼體的接觸區(qū)域以及離子收集電極與檢測(cè)器的殼體的接觸區(qū)域這兩者都配置在等離子體氣體流的上游側(cè)。該配置消除了傳統(tǒng)上設(shè)置在高溫區(qū)域(即，第二氣體通路)中的位于絕緣構(gòu)件和金屬電極之間的氣密密封件。因此，無(wú)需使用高耐熱性的氣密密封件或者能夠在高溫下展現(xiàn)出高絕緣性的絕緣構(gòu)件，由此可以進(jìn)一步降低制造成本。在本實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器中，用作偏置電極或離子收集電極的部分(即，金屬線(xiàn)18a或18b的下端)可以以與圖2所示的該部分不同的方式成形。例如，如圖3或4所示，可以使這些電極的其中一個(gè)成形為盤(pán)狀或圓筒狀以增加其表面積。更具體地，用作離子收集電極的金屬線(xiàn)18b的下端部可以成形為圓筒狀或盤(pán)狀，其中用作偏置電極的金屬線(xiàn)18a的下端位于該圓筒狀或盤(pán)狀內(nèi)。利用該結(jié)構(gòu)，可以高效地收集離子化電流。圖2所示的示例具有兩個(gè)電極結(jié)構(gòu)體。然而，還可以提供具有三個(gè)以上的電極結(jié)構(gòu)體的檢測(cè)器。在這種情況下，可以在一個(gè)偏置電極周?chē)渲枚鄠€(gè)離子收集電極從而提高離子化電流的收集效率。迄今為止已經(jīng)通過(guò)這些實(shí)施例說(shuō)明了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的模式。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例；可以在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行適當(dāng)改變。例如，在上述實(shí)施例中，可以省略設(shè)置在第一氣體通路和第二氣體通路之間的邊界附近的第一排出管24，而僅保留設(shè)置在第二氣體通路的下游部分的第二排出管31。此外，在根據(jù)上述實(shí)施例中任一實(shí)施例的放電離子化電流檢測(cè)器中，可以省略用作反沖電極的部分(即，金屬管16、16a或16b的下端處的露出部)。也就是說(shuō)，金屬管可以被電介質(zhì)材料完全覆蓋直至其最下部。
權(quán)利要求
1.一種放電離子化電流檢測(cè)器，包括: 第一氣體通路，其中使等離子體生成氣體通過(guò)所述第一氣體通路，并且在所述第一氣體通路中利用放電從所述等離子體生成氣體生成等離子體； 第二氣體通路，其從所述第一氣體通路的下游端起延伸，其中在所述第二氣體通路中利用所述等離子體的作用使供給至所述第二氣體通路的試樣氣體中的試樣成分離子化；電流檢測(cè)器，用于檢測(cè)由發(fā)生離子化的試樣成分所引起的電流； 電介質(zhì)管，其形成所述第一氣體通路的至少一部分； 等離子體生成用激發(fā)電極，其安裝至所述電介質(zhì)管的外周； 金屬電極，其設(shè)置在所述第二氣體通路內(nèi)從而接觸所述試樣氣體；以及 電極結(jié)構(gòu)體，其設(shè)置在所述第一氣體通路內(nèi)， 其中: 所述電極結(jié)構(gòu)體包括被電介質(zhì)材料覆蓋的金屬管、以及被絕緣材料覆蓋并且插入所述金屬管內(nèi)的金屬線(xiàn)； 所述金屬管的一端在所述第一氣體通路的上游側(cè)電接地，并且所述金屬管的另一端至少到達(dá)與所述等離子體生成用激發(fā)電極相對(duì)的位置； 所述金屬線(xiàn)的一端從所述第一氣體通路的上游側(cè)被引出至外部，并且所述金屬線(xiàn)的另一端配置有沒(méi)有被所述絕緣材料覆蓋的區(qū)域，其中該區(qū)域位于所述第二氣體通路內(nèi)從而接觸所述試樣氣體；以及 所述金屬線(xiàn)的所述一端和所述金屬電極中的一個(gè)連接至偏置電源，另一個(gè)連接至離子化電流檢測(cè)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電離子化電流檢測(cè)器，其中， 所述金屬電極具有兩端開(kāi)放的中空?qǐng)A筒部以及從所述圓筒部的外周起沿著徑向向外延伸的突出部，所述圓筒部配置在所述第二氣體通路內(nèi)從而包圍所述金屬線(xiàn)的沒(méi)有被所述絕緣材料覆蓋的區(qū)域，以及所述突出部在該區(qū)域的下游側(cè)被引出至所述第二氣體通路的外部并且連接至所述偏置電源或所述離子化電流檢測(cè)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電離子化電流檢測(cè)器，其中， 所述金屬管的所述另一端配置有沒(méi)有被所述電介質(zhì)材料覆蓋的區(qū)域，并且該區(qū)域位于所述等離子體生成用激發(fā)電極的下游以及所述金屬線(xiàn)的沒(méi)有被所述絕緣材料覆蓋的區(qū)域的上游。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放電離子化電流檢測(cè)器，其中， 所述金屬管的所述另一端配置有沒(méi)有被所述電介質(zhì)材料覆蓋的區(qū)域，并且該區(qū)域位于所述等離子體生成用激發(fā)電極的下游以及所述金屬線(xiàn)的沒(méi)有被所述絕緣材料覆蓋的區(qū)域的上游。
5.一種放電離子化電流檢測(cè)器，包括: 第一氣體通路，其中使等離子體生成氣體通過(guò)所述第一氣體通路，并且在所述第一氣體通路中利用放電從所述等離子體生成氣體生成等離子體； 第二氣體通路，其從所述第一氣體通路的下游端起延伸，其中在所述第二氣體通路中利用所述等離子體的作用使供給至所述第二氣體通路的試樣氣體中的試樣成分離子化；電流檢測(cè)器，用于檢測(cè)由發(fā)生離子化的試樣成分所引起的電流；電介質(zhì)管，其形成所述第一氣體通路的至少一部分； 等離子體生成用激發(fā)電極，其安裝至所述電介質(zhì)管的外周； 多個(gè)電極結(jié)構(gòu)體，其插入所述第一氣體通路內(nèi)， 其中: 所述電極結(jié)構(gòu)體各自包括被電介質(zhì)材料覆蓋的金屬管、以及被絕緣材料覆蓋并且插入所述金屬管內(nèi)的金屬線(xiàn)； 所述金屬管的一端在所述第一氣體通路的上游側(cè)電接地，并且所述金屬管的另一端至少到達(dá)與所述等離子體生成用激發(fā)電極相對(duì)的位置； 所述金屬線(xiàn)的一端從所述第一氣體通路的上游側(cè)被引出至外部，并且所述金屬線(xiàn)的另一端配置有沒(méi)有被所述絕緣材料覆蓋的區(qū)域，其中該區(qū)域位于所述第二氣體通路內(nèi)從而接觸所述試樣氣體；以及 包括在所述電極結(jié)構(gòu)體至少之一中的所述金屬線(xiàn)的一端連接至偏置電源，并且包括在各其它電極結(jié)構(gòu)體中的所述金屬線(xiàn)的一端連接至離子化電流檢測(cè)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放電離子化電流檢測(cè)器，其中， 所述金屬管的所述 另一端配置有沒(méi)有被所述電介質(zhì)材料覆蓋的區(qū)域，并且該區(qū)域位于所述等離子體生成用激發(fā)電極的下游以及所述金屬線(xiàn)的沒(méi)有被所述絕緣材料覆蓋的區(qū)域的上游。
全文摘要
一種放電離子化電流檢測(cè)器，其耐久性高且能夠以低成本制造。包括內(nèi)部具有絕緣體涂覆金屬線(xiàn)(18)的電介質(zhì)涂覆金屬管(16)的電極結(jié)構(gòu)體(19)從上方插入包括電介質(zhì)管(10)的第一氣體通路。金屬管在第一氣體通路的上游側(cè)接地。金屬線(xiàn)的一端從第一氣體通路的上游側(cè)引出至外部并連接至偏置電源(33)。在金屬線(xiàn)的另一端設(shè)置沒(méi)有被絕緣體覆蓋的區(qū)域。該區(qū)域配置在從第一氣體通路的下游端起延伸的第二氣體通路內(nèi)。包括凸緣式金屬管(28)的金屬電極配置在第二氣體通路內(nèi)并連接至離子化電流檢測(cè)電路(34)。在本結(jié)構(gòu)中，應(yīng)被加熱至高溫的第二氣體通路內(nèi)的金屬部件與絕緣構(gòu)件相接觸的部分很少。這對(duì)提高裝置耐久性并減少昂貴的高耐熱性密封構(gòu)件和/或絕緣構(gòu)件的使用量而言有利。
文檔編號(hào)G01N30/68GK103163256SQ201210548770
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者品田惠, 堀池重吉 申請(qǐng)人:株式會(huì)社島津制作所