氮气 Townsend 放电驱动的气体检测器性能研究

本文主要探讨了一种基于N2 Townsend放电的气体检测器的设计与性能研究。该检测器采用了同轴圆筒结构的检测池，当在放电回路中串联了50兆欧（MΩ）以上的限流电阻时，能够在大气压条件下稳定地激发 Townsend放电。研究的重点集中在C2H2、C2H4和C2H6三种常见气体在检测池内的响应特性。 研究者详细考察了放电电流和载气流速对这些气体响应的影响。实验结果显示，当这三种气体通过放电区域时，都会导致放电平均电流下降，表现出负峰现象。这种特性表明气体的存在会抑制放电过程，从而影响电流的输出。通过膜管扩散法测量，该检测器对于C2H2、C2H4和C2H6的最低检测限分别为0.2、0.2和0.3皮升/升（pL/L），显示出良好的灵敏度。 值得注意的是，由于检测器在工作时放电电流较低，电极不易发生溅射损耗和污染，从而保证了设备的长期稳定运行。其响应线性范围约为103，这意味着它可以在一个宽广的浓度范围内提供准确的测量结果。整体而言，这项研究不仅介绍了新型气体检测器的工作原理，还提供了关键参数优化和性能评估的方法，对于气体检测技术的发展以及工业应用有着重要的实际价值。 关键词：Townsend放电、离子化检测器、微电流气体放电。这些关键词揭示了论文的核心内容，即利用气体放电现象来探测气体浓度的技术，以及在微电流环境下实现精确测量的能力。该研究对于环境监测、工业过程控制等领域具有潜在的应用前景。