郑培超，许冠捷，何雨桐，卢建树，王金梅

(重庆邮电大学光电工程学院，重庆 400065)

0 引言

近年来，由于空气污染日益严重，社会各界对挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的关注度持续增高。VOCs是指在常温环境中沸点为50～260 ℃的有机物质，由苯、甲醛与有机氯化物等组成，主要来源为化学工业废气排放、汽车尾气、室内装修涂料等[1]。由于VOCs具有强挥发性，若长期在VOCs环境中工作，会刺激肺部和咽部，对视觉和听觉神经造成破坏。在大气环境中，VOCs会导致光化学污染，腐蚀建筑材料并且会使植物枯死[2]。因此，人们需要便携式设备来快速检测工作环境中挥发性有机物的浓度，当危险气体的浓度超过阈值时及时发出警报。

常见的VOCs气体检测设备有热导式检测器(thermal conductivity detector，TCD)、氢火焰离子化检测器(flame Ionization detector，FID)和气相色谱仪(gas chromatograph)等[3]。目前，VOCs检测设备体积较大，不易携带，且在检测时需要载气，不易应用于复杂环境中。

光离子化检测器(photo lonization detector，PID)是采用紫外灯作为电离源，灵敏度较高的气体检测设备。PID可检测的物质范围十分广泛，电离能低于检测器中真空紫外灯电离能的气体都可以被电离检测，常见的挥发性有机物如烃类、醇类、醛类等均可被PID检测，但空气中水蒸气、氧气、氮气等气体不会被电离，因此PID在检测时可以排除大多数无机物的干扰[4]。另外，PID还具有体积小、响应时间短、检测限低、对待测气体无破坏的特点，可与质谱、气相色谱等设备联用，应用市场十分广泛。

本文设计了一种便携式光离子化检测器，系统采用3.7 V锂电池供电，设计了电离室结构，紫外灯驱动、USB充电功能、信号采集、电源管理等硬件电路模块，控制器使用STM32F103RCT6用于显示浓度、温湿度、WiFi远程传输和报警控制，组成了完整的PID系统。……