摘要：光离子化检测器(photoionization detector,PID)中需要微电流检测电路模块,而传统的跨阻式微电流检测电路稳定性差,测量范围小,设计成本高,且整体结构较为复杂。采用对数放大器LOG112与微处理器STM32F103VCT6相结合,设计一种宽范围对数式微电流检测电路。通过TINA-9软件仿真,所设计对数前置放大电路应用于500 pA^8 nA的微电流检测,误差低于1%。搭建实验系统,将所设计检测电路检测结果与直接用商用皮安表(吉利时6485型)搭建的检测系统实验结果对比,2种测量方法具有较高的重复性,且整个检测系统线性度良好,拟合优度达到0.987。利用所设计系统与购置的空气检测仪在相同环境下分别测试同种浓度的异丁烯气体,发现所设计系统响应时间更快,准确度更高。实验测得系统响应时间小于6 s,系统短期重复性约为±1.37%,长期测试的重复性约为±2.28%。实验结果表明,所设计宽范围对数式微电流检测电路能够应用于光离子化检测器中。

摘要：文中设计一种可用于光离子化检测器的微弱电流信号检测电路。分析了前置放大电路中反馈电阻和反馈电容的选择,对比了跨阻式和T型电阻反馈网络两种前置放大电路结构的输出端噪声大小,设计了能够消除输入端共模电压干扰,并可有效消除环境温差等外界干扰影响的差分输入前置放大电路。所设计微电流检测系统还包括二阶有源低通滤波器、次级电压放大电路及运放双极性供电电源电路。搭建了微电流发生电路测试所设计检测电路,输出电压与输入电流呈现良好的线性关系。将所设计微电流检测电路应用于光离子化检测平台,通入异丁烯气体进行测试,发现在异丁烯浓度为0~178.5 ppm范围内,输出电压与气体浓度间成良好的线性关系,拟合优度为0.983。通过测试酒精和丙酮挥发物证明,该系统可以推广到用于其他挥发性有机物检测。