具有模塊檢測和放電源校準的氣體檢測器的製作方法
2023-04-23 07:19:46
專利名稱：具有模塊檢測和放電源校準的氣體檢測器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於測量氣體採樣的濃度的檢測器，尤其是涉及使所收集數據和放電相關並且校準所收集數據以減少放電噪聲影響的脈衝放電檢測器。
背景技術：
各種形式的檢測器可用於量化採樣氣體的成分。已知的檢測器在如何使得該採樣可檢測、布置檢測器的必要部件、精確檢測採樣的特性和處理該檢測數據上不同。
脈衝放電檢測器電離空腔中的放電氣體以產生光子，引導被測試的採樣氣體，以及測量由光子與該採樣氣體相互作用而產生的電子的電離電流。該檢測器的電離源是放電氣體中的放電作用。該放電氣體可以是一種惰性氣體或者多種惰性氣體的組合。
作為測試儀器，脈衝放電檢測器可以被提供有從氣相色譜柱或其他合適的源流出的採樣輸入氣體。該柱流出的氣流一般包括以特定流速通過該柱常規輸入的運載氣體。根據該採樣成分的揮發性，該柱流出在特定時間序列中的濃度峰值的各種成分。
氣相色譜柱分離混合物但是不量化該混合物的濃度。氣相色譜檢測器與該柱順序連接用於量化分析。通過使用一系列校準氣體、固定流速、和特定的固定相材料，該氣相色譜柱可用於基於該保留時間分離混合物種類。可以有任何數量的由該被量化的氣相色譜柱輸出形成的流出峰值。
脈衝放電檢測器的電離技術主要是光電離，其中放電引起光子的二原子分子發射。該高能光子又電離該檢測器空腔中的採樣混合物。當該脈衝放電檢測器使用氦氣作為放電氣體時，該光子產生過程包括如下步驟
1.放電使一些氦原子He電離成為氦離子He+。
2.He+離子與氦原子He結合以形成二原子分子離子He2+。
3.每個二原子離子He2+捕獲一個電子，重新分離成兩個氦原子He，在該過程中發射出光子。
在步驟3中，通過該分子相互作用而產生連續的光子發射--二原子氦分子離子到基態氦的轉變。這些光子具有在13.5～17.5eV範圍內的能量電平，這可以電離除了氦本身之外的幾乎所有混合物。分子相互作用的其他過程也可以影響放電，例如氦原子發射和氦的亞穩態產生。
脈衝放電檢測器具有比其他氣相色譜檢測器更有利的特性。首先，靈敏度較高。使用常規脈衝放電檢測器在氦電離監測模式時在一個採樣中所允許的最小可檢測氣體限制比使用火焰電離檢測器可以識別的最小可檢測限制低大約10倍。脈衝放電檢測器可用於確定10億分比級上的濃度。第二，脈衝放電檢測器提供選擇性響應。當使用氦作為放電氣體時，脈衝放電檢測器具有一般性響應。當氦與其他惰性氣體混合作為放電氣體時，脈衝放電檢測器會具有選擇應性響應。第三，脈衝放電檢測器具有均勻響應因子。在有機基中，該響應因子隨著採樣的碳數量線性增加。第四，脈衝放電檢測器系統不需要使用放射性材料。
Wentworth等的美國專利第5,394,091號披露了一種適應於在氦電離和電子捕獲模式兩種情況的電離檢測器。該檢測器利用了通過檢測器單元或空腔的氦氣流。該空腔具有火花放電區域、採樣引入和採樣檢測。該氦氣流是火花鄰近區域中的惟一流動物質。採樣氣體和/或運載氣體被注入並與從採樣引入區域中的火花向下流動的氦氣混合。兩個電極檢測該採樣的電荷特性，其中一個電極是偏壓的，該偏壓電極位於該採樣入口或者其上遊處，而另一電極在該採樣入口的下遊處。使用靜電計測量所引起的電流差。這些電流測量基於時間被記錄。由於放電或運載氣體中的雜質而形成基線電流。
Stearns等的美國專利第5,767,683號披露了一種具有偏壓反饋系統的脈衝放電檢測器。該反饋系統使用比較電路將連接到收集器的靜電計的輸出與參考電流做比較。該比較電路的輸出是控制電路的輸入，該控制電路相應地輸出偏壓。該偏壓施加到第一偏壓電極以使該檢測器空腔內的電子電流對於輸入採樣氣體的所有濃度保持不變。該控制電路的瞬時設置用於形成第二輸出。該第二輸出的幅度與該電子捕獲檢測器空腔內的所選擇採樣氣體的濃度成比例，並且是所述電子捕獲檢測器系統的響應信號。脈衝放電檢測器提供間歇性電極放電。一般的放電電壓在300到400伏特範圍內。放電之間的一般時間間隔在100微秒到800微秒的範圍內。
電流脈衝放電檢測器在連續的基礎上，測量該採樣氣體的電流輸出，包括在放電事件期間的讀數和包括在脈衝之間的間歇期間的讀數。
測量結果的靈敏度受放電變化的不利影響，被稱為放電噪聲。放電噪聲可以通過高質量脈衝發生器和清潔的放電電極表面來減少，但是不能消除。
在現有技術的脈衝放電檢測器中，相對短的放電周期(放電之間的間歇)增加了測量的靈敏度。不過，放電之間相對短的間歇會導致升高的平均電極溫度和相對短的電極壽命。
本發明通過提供一種在與收集電流相反的放電事件時模塊化測量採樣氣體中的電離信號的裝置和方法，通過加強信號收集的幾何配置和提供針對放電噪聲的校準收集信號的部件，來提高脈衝放電檢測器的靈敏度，從而提供了對現有技術的改進。
本發明因此通過允許較長的脈衝周期，進而減少了脈衝放電檢測器的功率需求和提供了相對較長的產品壽命，從而提供了對現有技術的改進。
本發明的檢測器的減少的功率需求使得該檢測器在作為可攜式檢測器時特別有用。
發明內容
脈衝放電檢測器包括一種用於模塊測量來自採樣的電離信號的裝置和方法。該脈衝放電檢測器包括位於空腔中的放電源，與該放電源間隔放置的收集器，連接到放電電極的監視器，連接到收集器的靜電計，校準器，以及採樣和保持處理器。該放電電極包括相對於該放電空腔壁中心放置的源電極。該收集器相對於空腔壁中心放置。監視放電信號的時間和強度。對收集信號基於該放電強度進行調整。收集信號基於該放電發生時間在時間窗中進行收集。檢測器輸出根據與脈衝放電一致的所述收集信號進行判定。本發明的校準器調整該收集信號以減少放電噪聲。該採樣和保持處理器累積所選擇的被調整信號值以量化採樣濃度。
因此，本發明的目的是在其中提供一種脈衝放電檢測器和操作方法，其中●根據相應的單次放電強度的變化調整檢測值；●從每次特定放電中分離出收集的電離信號；●整合該從每次放電中產生的電離信號以確定該採樣的濃度；和●最小化功率消耗以允許該檢測器的便攜性。
通過閱讀本申請，將會清楚本發明的其它目的。
圖1是本發明的檢測器的橫截面圖，包括對組件的示意性說明。
圖2A是被監視的放電信號隨時間的圖像表示。
圖2B是如圖2A的收集信號隨時間的圖像表示。
圖2C是如圖2A的調整信號隨時間的圖像表示。
圖2D是如圖2A的輸出信號隨時間的圖像表示。
圖2E是表示採樣成分濃度的輸出信號隨時間的圖像表示。
圖3是結合本發明的組件的可選實施例的橫截面圖。
具體實施例方式
參考圖1，揭示了本發明的檢測器10。檢測器10通常被整體結合到分析系統中。一般在檢測器10的上端使用例如氣相色譜柱(未示出)的裝置來提供採樣氣體(未示出)，而使用其他裝置例如具有解碼軟體的計算機(未示出)來接收、存儲、操作和報告生成的數據。檢測器10的主要目的是確定採樣氣體中的成分的含量。
檢測器10包括位於檢測器外殼11內的封閉空腔12。在示範性實施例中，空腔12是外殼11中的細長空腔，縱向沿著空腔軸18的方向。空氣12的一端是放電端14，另一端是收集端16。
放電源20位於放電端14近端。在示範性實施例中，放電源20包括源電極22和接收電極24。源電極22延伸入空腔12與外殼11的放電端14相鄰。源電極22的尖端42位於圓柱形空腔12的中心軸18上。在優選實施例中，源電極22在放電端14的中心伸入放電端14並布置成與空腔12的中心軸18同軸。電-源連接21位於外殼11外部，提供源電極22到電源(未示出)的導電連接。接收電極24放置在外殼11的壁周圍，與源電極22的尖端42相鄰。在優選實施例中，接收電極24圍繞圓柱形空腔12周圍延伸。電-接收器連接23位於外殼11外部，提供到接收電極24的導電連接。尖端42相對於電極24的配置使得尖端42能夠平均地遠離電極24表面。
收集器26伸入空腔12與收集端16相鄰。收集器尖端46位於圓柱形空腔12的中心軸18。在優選實施例中，收集器26從收集端16的中心伸入收集端16並布置成與空腔12的中心軸18同軸。因而，收集器26同等遠離空腔壁28。電-收集器連接25位於外殼11外部，提供到收集器26的導電連接。
在示範性實施例中，源電極22和收集器26分別是沿軸18排列的細長元件。收集器尖端46與源電極尖端42間隔開。
空腔12包含放電區70，膨脹區72和收集區74。放電區70，膨脹區72和收集區74中的每個都具有環形橫截面。收集區74的直徑大於放電區70的直徑。膨脹區72的直徑從與放電區70的接觸面向與收集區74的接觸面逐漸增加。放電區70從空腔12的末端14延伸過尖端42。收集區74從空腔12的末端16延伸過收集器尖端46。
放電氣體入口34設在放電端14附近，以使得將放電氣體30從放電區70引入到空腔12中。放電氣體30可以是氦氣、本領域已知的其他合適的放電氣體、或者它們的組合。放電氣體入口34連接到放電氣體30的加壓供給設備(未示出)。在示範性實施例中，放電氣體入口34在空腔12內開口，與放電端14和源電極尖端42相鄰。
採樣氣體入口36從膨脹區72進入空腔12以便提供採樣氣體32(未示出)的引入。採樣氣體入口36連接到採樣氣體源例如氣相色譜柱(未示出)。
在示範性實施例中，採樣氣體32包含運載氣體一般為氦，和大量採樣物質。檢測器將採樣氣體32中的這種採樣物質識別為不同於運載氣體。
氣體出口38設在空腔12的收集端16。在示範性實施例中，氣體出口38穿過外殼11，在收集區74與收集端16相鄰，在收集器尖端46和收集端16之間。
因而，空腔12包括具有放電氣體入口36的相對較窄的放電區70，具有採樣氣體入口36的圓錐形膨脹區72和具有氣體出口33的圓柱形收集區74。收集區74比入口區70相對較寬。這種結構增強了空腔12內部從端14到端16的氣流。在操作中，這種配置防止了從採樣氣體入口36引入的採樣氣體與放電源20直接接觸。
靜電計60連接到電連接25，將靜電計60電連接到收集器26。在示範性實施例中，將偏壓66施加到電連接25，從而為連接器26和靜電計60提供偏壓66。
靜電計60電連接到校準器62。校準器62電連接到採樣和保持處理器64。
電-接收器連接23提供從接收電極24到監視器50的導電連接，包括頻率監視器52和強度監視器54。頻率監視器52和強度監視器54分別電連接到校準器62、採樣和保持處理器64。
在操作中，放電氣體入口34連接到放電氣體供應線(未示出)，採樣氣體入口36連接到採樣氣體供應線(未示出)，並且氣體出口38連接到氣體出口線(未示出)。該線和檢測器10建立了一個密封環境。從而該系統被充滿放電氣體30例如氦。
放電氣體30的穩流通過放電氣體入口34引入。放電氣體30流入空腔12並流過空腔12從氣體出口38流出。因為採樣氣體入口36被採樣氣體32充滿和加壓，所以對於放電氣體30唯一可用的流動路徑就是通過空腔12的長度然後到氣體出口38。任何物質要進入空腔12的唯一方式是通過放電氣體入口34和採樣氣體入口36，而進入空腔12的唯一物質是放電氣體30和採樣氣體32。
一旦放電氣體30流過空腔12，就將脈衝高壓放電40施加到電連接21，在源電極22和接收電極24之間產生火花放電。源電極22和接收電極24的間隔和電壓水平設置成，引起放電氣體30粒子電離以產生光子的二原子分子發射(未示出)。由於空腔12的配置迫使氣流從入口34流向出口38，從而將電離的放電氣體30粒子向採樣氣體入口36傳送，相應地，對膨脹區72和接收區74中的採樣氣體32的混合物進行電離。
脈衝放電40在接收電極24產生放電信號80。圖2A包括了放電信號80隨時間的圖像表示。
雖然脈衝放電40設計成產生乾淨、清楚的放電信號80，但是隨著脈衝放電40的每次重複，都會發生強度變化。這種變化一般稱為「噪聲」。
在示範性實施例中，將放電信號80傳輸到放電監視器50，包括頻率監視器52和強度監視器54。頻率監視器52識別包含放電時間和放電周期的同步頻率信號值84，包括脈衝放電40之間的間歇。強度監視器54對於每次脈衝放電40識別接收電極24處的強度信號值86。頻率信號值84和強度信號值86可以是單獨地或者總體地傳輸到校準器62以及採樣和保持處理器64。
通過電連接25將偏壓66施加到連接器26。這種偏壓66加強了收集器尖端46的帶電採樣氣體離子的接收。偏壓66依據檢測器的設計可以是正的或負的。使用的電壓量取決於檢測器的尺寸。
收集信號90由靜電計60量化。偏壓66提供測量參照點。偏壓66變化產生收集信號90中的噪聲。直接將偏壓66施加到靜電計60的輸入導線61以最小化這種噪聲，其中電連接25與靜電計60連接。靜電計60根據收集信號90和偏壓66產生收集信號值92。
參照圖2B，描繪了收集信號值92隨時間的強度。收集信號值92被傳輸至校準器62。校準器62基於強度信號值86調整收集信號值92，產生調整信號值94。這種調整包括對脈衝放電40噪聲的補償。
在優選實施例中，這種調整在與脈衝放電40事件一致的時間窗中進行。這種時間調整在從放電事件開始並經過由用戶確定的一個時間周期的時間窗中進行，這種時間周期足以電離待識別的採樣物質。校準器62可以包括數字電路或微處理器以調整該收集窗的時長。
參照圖2C，描繪了調整信號值94的強度隨時間的圖像表示。圖2C的圖像表示代表用於放電氣體30的信號值94，但是不表示將與採樣氣體32中的物質相關的高點峰值。調整信號值94被傳輸至採樣和保持處理器64，該處理器64量化調整信號值94的預期成分例如與脈衝放電40相關的預期成分，不考慮在脈衝放電40事件之間的信號。
在可選實施例中，可以不測量強度信號值86，而是將其作為常數信號值86。在這種可選實施例中，收集信號92在響應於脈衝放電40初始化的時間窗期間收集。在這種可選實施例中，綜合測量的靈敏度相對於所述優選實施例的靈敏度會降低。然而，這種可選實施例提供了一種相對於現有技術改進的測量方法，因為這種實施例結合了對帶電粒子進行模塊識別的優點，相對於對平均感應電流的確定。
在示範性實施例中，採樣和保持處理器64對每一次脈衝放電40累積調整的收集值94的總值。該過程也可以通過對調整的收集值94積分來實現。
頻率信號值84為信號和保持處理器64、以及為校準器62提供定時技術。頻率信號值84可以是數字輸出，包括一系列開/關(on/off)脈衝，其中開脈衝(on pulses)與脈衝放電事件40成比例。在優選實施例中，在開脈衝條件下，頻率信號值84引起由信號和保持處理器64對信號94進行收集，並引起由校準器62對收集信號92進行收集。更具體地，根據校準器62，該開脈衝條件引起時間窗開始，在該時間窗期間，校準器62累積和調整該收集信號92。因此，由信號和保持處理器64對信號94進行收集的事件之間的間隔和由校準器62對收集信號92進行收集的時間窗之間的間隔根據脈衝放電40之間的間隔而變化。
參照圖2D，表示出了隨時間的累積值96。圖2D的圖像表示代表了對於放電氣體30的信號值96，但不表示與採樣氣體32相關的高點峰值。這種信號值96包括如圖2C中所示的峰值93的累積。
參照圖2E，表示出了隨時間的累積值96，其中出現了兩種待測量混合物隨時間的結果，其中峰值95表示一種混合物，峰值97表示另一種混合物。
注意到，相對於圖2A到2E，圖2A、2B和2C中表示的時間周期顯著短於圖2D和2 E中表示的時間周期。圖2A、2B和2C中表示的時間周期包括以微秒或毫秒進行的測量，而圖2D和2E中表示的時間周期包括以分鐘進行的測量。
當收集信號90由純放電氣體30產生時，它幾乎是均勻的。通過放電氣體30和採樣氣體32(僅包括運載氣體)對檢測過程進行初始化，從而為收集信號90、收集信號值92、調整信號值94和累積值96開發基線值。這些基線值的變化識別採樣氣體32中的其他採樣物質(未示出)。
收集信號90和結果值(收集信號值92、調整信號值94和累積值96)變化的程度表示採樣氣體32中的物質濃度。
參照圖3，本發明的可選實施例包括由頻率監視器152和強度監視器154組成的監視器150、校準器162、採樣和保持處理器164、靜電計160和施加到氣體採樣設備100上的偏壓166，其中該氣體採樣設備100包括具有分離的檢測室124的密封火花室112。設備100的結構和操作在授予Stearns等的美國專利第5,528,150號中公開。該設備100將光電效應結合在運載氣體中，該運載氣體優選為氦和氪，來自脈衝直流電，這裡稱為在電極114和116之間的脈衝放電140。參照圖3，電極114和116包括放電電極114和接收電極116。電極131接地，電極130被提供足以吸引在採樣室124中產生的預期的帶電粒子的偏壓166。窗隔板140對於在火花室112中發生的光電效應是透明的。採樣氣體132通過窗隔板140暴露於這種光電效應下。採樣氣體132通過入口136進入並通過出口133流出。由脈衝放電140產生的光子激勵採樣氣體132和混合物，其中從採樣氣體132中的混合物產生自由電子。自由電子在電極130識別，其中電子的數量與被量化混合物的濃度成比例。本發明的優選實施例的教導準備好應用於設備100。脈衝放電140產生脈衝信號180，該脈衝信號180由包括頻率監視器152和強度監視器154的監視器150監視。頻率信號值184和強度信號值186被傳輸至校準器162。收集信號190被傳輸至靜電計160，收集信號值192被傳輸至校準器162。校準器162基於頻率信號值184和基於強度信號值186調整收集信號值192，產生調整信號值194。這種調整包括對脈衝放電141噪聲的補償。這種調整包括瞬時調整以使信號值192收集時間與脈衝放電141事件一致。採樣和保持處理器164對於每一次脈衝放電141累積調整的收集值194的總值。因此，設備100提供對於收集讀數的模塊確定，該收集讀數被調整以最小化放電噪聲影響。
本發明的一個簡化可選實施例去除了校準器62，而提供由採樣和保持處理器64對收集信號值92進行的時間收集。在這種可選實施例中，收集信號值92不是基於放電信號值82調整。在這種可選實施例中，該收集信號值92仍然在由採樣和保持處理器64電路或微處理器確定的時間窗期間確定。該可選實施例提供了對收集信號值92進行模塊收集的優點。
前面對本發明的公開和說明是說明性和解釋性的。在所附權利要求書的範圍內可以對該所示結構的細節作出各種改變，而不脫離本發明的精神。本發明應當僅由以下權利要求書及其法律等價來限制。
權利要求
1.一種脈衝放電檢測器，具有放電源和收集器，所述檢測器包括靜電計；校準器；所述靜電計電連接到所述收集器和所述校準器；電連接到所述放電源和所述校準器的放電監視器；所述靜電計檢測收集器信號；所述靜電計產生與所述收集器信號成比例的收集信號值；所述放電監視器檢測放電信號；所述放電監視器產生與所述放電信號成比例的至少一個放電信號值；和所述校準器接收所述至少一個放電信號值。
2.如權利要求1所述的檢測器，其特徵在於所述至少一個放電信號值包括放電信號強度值；並且所述校準器調整與所述放電信號強度值成比例的所述收集信號值。
3.如權利要求1所述的檢測器，其特徵在於所述至少一個放電信號值包括放電時間值；並且所述校準器在響應於所述放電時間值而初始化的時間窗期間處理所述收集信號值。
4.如權利要求2所述的檢測器，進一步包括所述校準器電連接到處理器；所述校準器產生與所述調整的收集值成比例的調整信號值；和所述處理器累積所述調整的收集值的至少一個特徵。
5.如權利要求4所述的檢測器，其特徵在於所述處理器電連接到所述放電監視器；所述處理器從所述放電監視器接收放電時間值；和所述處理器在響應於所述放電時間值而初始化的時間窗期間接收所述調整信號值。
6.如權利要求1所述的檢測器，其特徵在於所述收集器信號包括對在所述收集器接收的離子的測量。
7.如權利要求1所述的檢測器，進一步包括偏壓產生器；所述偏壓產生器電連接到所述收集器和所述靜電計。
8.一種脈衝放電檢測器，具有放電源和收集器，所述檢測器包括靜電計；處理器；所述靜電計電連接到所述收集器和所述信號和保持處理器；電連接到所述放電源和所述信號和保持處理器的放電監視器；所述靜電計檢測收集器信號；所述靜電計產生與所述收集器信號成比例的收集信號值；所述放電監視器檢測放電信號；所述放電監視器產生與所述放電信號成比例的放電時間值；和所述處理器在響應於所述放電時間值而初始化的時間窗期間接收所述收集信號值。
9.如權利要求8所述的檢測器，進一步包括偏壓產生器；所述偏壓產生器電連接到所述收集器和所述靜電計。
10.一種用於量化運載氣體中的物質的檢測器，包括封閉空腔；分別進入所述封閉空腔的放電氣體入口，採樣氣體入口和氣體出口；位於所述空腔中的放電源；電監視所述放電源的放電監視器；所述放電監視器產生放電信號值；位於所述空腔內的收集器；電監視所述收集器的靜電計；所述靜電計產生與接觸所述收集器的電離原子成比例的收集信號值；電連接到所述靜電計和所述放電監視器的校準器；和所述校準器根據所述放電信號值的變化調整所述收集信號值。
11.如權利要求10所述的檢測器，進一步包括所述空腔由細長空腔壁、放電端和收集端形成；所述空腔壁在所述放電端形成圓柱；所述空腔壁在所述收集端形成圓柱；所述空腔具有中心空腔軸；所述放電源在所述放電端近端包括放電電極和接收電極；所述放電電極以所述空腔軸定向；所述接收電極在所述空腔壁中與所述放電電極相鄰；所述收集器與所述收集端相鄰；和所述收集器以所述收集器軸定向。
12.如權利要求11所述的檢測器，其特徵在於所述放電氣體入口從所述放電端近端進入所述空腔；所述採樣入口從所述放電電極和所述收集器中間進入所述空腔；和所述氣體出口從所述收集端近端進入所述空腔。
13.如權利要求12所述的檢測器，其特徵在於所述空腔具有放電端直徑；所述空腔具有收集端直徑；和所述收集端直徑大於所述放電端直徑。
14.如權利要求13所述的檢測器，其特徵在於所述空腔壁包括位於所述放電端和所述入口端中間的被截斷的圓錐形空腔壁；和所述採樣入口從所述被截斷的圓錐形空腔壁處進入所述空腔。
15.如權利要求11所述的檢測器，進一步包括所述放電信號監視器電連接到所述接收電極；所述靜電計電連接到所述收集器；所述校準器電連接到所述信號監視器和所述靜電計；和從所述校準器接收調整信號值的處理器。
16.如權利要求15所述的檢測器，其特徵在於所述放電源可間歇性放電；所述放電信號監視器將放電時間信號傳輸至所述處理器；和所述處理器在相對於所述放電時間信號確定的時刻接收所述調整信號值。
17.如權利要求16所述的檢測器，其特徵在於所述放電信號監視器將放電強度值信號傳輸至所述校準器；和所述校準器校準與所述放電強度值信號成比例的所述收集信號。
18.一種用於處理從具有脈衝放電源和收集器的脈衝放電檢測器收集的值的裝置，包括靜電計；校準器；所述靜電計電連接到所述收集器和所述校準器；電連接到所述放電源和所述校準器的放電監視器；所述靜電計檢測收集器信號；所述靜電計產生與所述收集器信號成比例的收集信號值；所述放電監視器檢測放電信號；所述放電監視器產生與所述放電信號成比例的至少一個放電信號值；和所述校準器接收所述至少一個放電信號值。
19.如權利要求18所述的裝置，其特徵在於所述至少一個放電信號值包括放電信號強度值；並且所述校準器調整與所述放電信號強度值成比例的所述收集值。
20.如權利要求18所述的裝置，其特徵在於所述至少一個放電信號值包括放電時間值；並且所述校準器在響應於所述放電時間值而初始化的時間窗期間處理所述收集信號值。
21.如權利要求19所述的裝置，進一步包括所述校準器電連接到處理器；所述校準器產生與所述調整的收集值成比例的調整信號值；和所述處理器累積所述調整的收集值的至少一個特徵。
22.如權利要求21所述的裝置，其特徵在於所述處理器電連接到所述放電監視器；所述處理器從所述放電監視器接收放電時間值；和所述處理器在響應於所述放電時間值而初始化的時間窗期間接收所述調整信號值。
23.如權利要求22所述的裝置，其特徵在於包括偏壓產生器；所述偏壓產生器電連接到所述收集器和所述靜電計。
24.一種用於處理從具有脈衝放電源和收集器的脈衝放電檢測器收集的值的方法，包括監視脈衝放電強度值；確定在確定的時間周期期間碰撞所述檢測器的收集器的電子值；和基於至少一個放電強度值調整所述收集值。
25.如權利要求24所述的方法，進一步包括監視脈衝放電時間值；和在相對於所述放電時間值確定的時間窗期間調整所述收集值。
26.如權利要求25所述的方法，進一步包括在相對於所述放電時間值確定的時間窗期間，將所述調整的收集值的被選擇特徵傳輸至處理器。
27.一種用於測量採樣氣體的特徵的方法，包括使放電氣體流過封閉空腔；通過將所述放電氣體暴露在多個放電下而從所述放電氣體產生光子；監視所述多個放電中每一個的放電值；將採樣氣體引入所述空腔中的所述放電氣體流和所述光子，以電離所述採樣氣體的至少一部分；測量來自所述多個放電中的每一個的所述採樣氣體中產生的離子的數量；和基於每個所述放電值調整每個所測量的離子數量。
28.如權利要求27所述的方法，進一步包括監視每個所述放電的發生時間；和在相對於每個所述放電發生時間確定的時間窗期間調整每個所測量的離子數量。
29.如權利要求28所述的方法，進一步包括在相對於每個所述放電發生時間確定的時間窗期間收集每個所調整的所測量的離子數量的被選擇特徵。
全文摘要
一種脈衝放電檢測器，包括一種用於模塊測量採樣中的電離信號的裝置和方法。該脈衝放電檢測器包括位於空腔中的放電源，與該放電源間隔開的收集器，連接到放電電極的監視器，連接到收集器的靜電計，校準器，以及採樣和保持處理器。放電電極包括相對於該放電空腔壁中心設置的源電極。該收集器相對於空腔壁中心設置。從時間和強度對放電信號進行監視。基於放電強度對收集信號進行調整。在基於放電發生時間的時間窗期間對收集信號進行收集。檢測器輸出通過與脈衝放電一致的收集信號進行判定。本發明的校準器調整收集信號以減少放電噪聲。該採樣和保持處理器累積被選擇的調整信號值以量化採樣濃度。
文檔編號G01N27/00GK101027550SQ200480006469
公開日2007年8月29日 申請日期2004年3月8日 優先權日2003年3月11日
發明者斯坦利·斯特恩斯, 蔡華民 申請人:萬科儀器公司