PID光离子气体测量原理

2021年2月11日发(作者：行为)

PID

光离子气体测量原理

摘要

:

在石油、石化、化工、制药等工业生产领域，

大量存在着挥发性有机化合物（

Volatile Organic Comp

ounds

，

简称

VO C

）。

在石油、石化、化工、制药等工业生产领域，

大量存在着挥发性有机化合物（

Volatile Organic Compou

nds

，

简称

VO C

）。按照美国环保局（

EPA

）的定 义：全部带碳的化合物都称为有机化合物，而挥发性

有机化合物是指沸点在

50

～

260

℃、室温下饱 和蒸汽压超过

133.32Pa

的易挥发性化合物，其主要成 分为

烃类、氧烃类、含卤烃类、氮烃及硫烃类等。

< p>
在工业领域很多危险隐患的根源是有害物质超标，而这些危险有害物质绝大部分都是

VOC

，在易燃易爆

物料生产运输管理、化工物料泄漏 、热交换流体、工业卫生、室内空气质量、环境保护、密闭空间迚

入、应急事故检测中， 对

VOC

的检测具有非常重要的作用。

VOC

成分组成非常复杂，在工业现场往往也是各种不同气体混合存在，无法像常规的电化学传 感器那样

针对每种

挥发性

有机气体进行 检测，因此需要能对于挥发性有机化合物总量进行精确测定的仪器。

什么是

PID?

光离子化报警器可以检测

10ppb(parts billion)

到

10000ppm(parts per million)

的

VOC

和其他有毒 气体。

PID

是一个高度灵敏、适用范围广泛的

检测器

，

PID

可以看成一个 “低浓度

LEL

检测器”。如果将有毒气体

和蒸气看成是一条大江的话，即使你游入大江，

LEL

检测 器可能还没有反应，而

PID

则在你刚刚湿脚的

时候就已经告诉了你。

PID

传感器的优点

1

）

精度高

高精度的光离子化传感器可以 检测到

ppb

级别（十亿分之一）的有机气体，一般的光离子化 气体传感器

可以检测到

ppm

级

(

百万分之一

)

的有 机气体，精度超过红外传感器等大多数常用传感器；

2

）

对检测气体无破坏性

光离子传感器在 将气体吸入后将其电离，而气体分子形成的离子在放电后又形成了原先的气体分子，对

原 气体分子无破坏性。

3

）响应速度快、寿命长

< p>
除了在气体检测系统在开机后预热的一段时间，在正常工作状态下，光离子气体传感器几乎可以实时 做

出反应，可以连续测试。在这检测危险气体时，对保障检测人员健康有重要意义。

一般一支

紫外灯

的寿命在数千小时，光离子传感器在此期间均可正常工作，有很长的使用寿命。

4

）

应用范围广

光离子

< br>传感器

对大多数有机和部分无机气体均可检测，可以广泛应用于化工、运输、军事 、航天等领

域。由于光离子化气体传感器对于检测物的浓度变化特别敏感，在初始个人防 护确认、泄露区域确认、

清除污染等方面有重要作用。

PID

检测仪的工作原理

PID

使用了一个紫外灯（

UV

）光源将

有机物

分子电离成可被

< p>
检测器

检测到的正负离子（离子化）。检测

器捕捉 到离子化了的气体的正负电荷幵将其转化为电流信号实现气体浓度的测量。当待测气体吸收高能

< br>量的紫外光时，气体分子受紫外光的激发暂时失去电子成为带正电荷的离子。气体离子在检测器的电极

上被检测后，很快会电子结合重新组成原来的气体和蒸汽分子。

PI D

是一种非破坏性检测器，它不会改

变待测气体分子，经过< /p>

PID

检测的气体仍可被收集做进一步的测定。

紫外灯的选择

光离子化传感器上可以使用的紫外灯（

UV

）有

< p>
9.8eV

、

10.6eV

、

11.7eV3

种。其中

11.7 eV

的

UV

灯由于

所发出的光的电离能（

IP

）最高，故

PID

检测范围最宽。但是所有

11.7eV

的紫外灯都是用氟化锂材料作

为高能紫外线输出窗口。氟化锂晶体材料在灯管 玻璃上的封装是相当困难的。当它不使用时在空气中氟

化锂晶体材料会吸收水分，导致窗 口涨大，削弱了通过它的紫外线的强度。氟化锂晶体材料也会因为

U

V

的照射而逐渐老化，导致整个仪器损坏。这些因素共同作用导致了

11.7eV

灯寿命的缩短。一个

10.6e

V

、的

紫外灯

可持续使 用

12-24

个月，而一个

11.7e V

的灯只能持续使用

2-6

个月。同时

11.7eV

的紫外灯

的造价进进高于

9.8eV

和

10.6eV

< p>
，进一步降低了其实用性。

11.7eV

的紫外 灯一般只有当化合物（二氯

甲烷，四氯化碳）的电离电位超过

1 0.6eV

时才使用。同时，

9.8

和

10.6eV

具有很多

11.7eV< /p>

的紫外灯不

具有的特点：

9.8

和

10.6eV

的

P ID

有更强的针对特性：低电离能意味着能检测到较少的化学物质。

9.8

和

10.6eV

的

PID

持续使用不少于一年：它的使用寿命和 一氧化碳

传感器

相当。

9.8

和

10.6eV

的< /p>

PID

更加灵敏，

11.7eV

的灯灵敏度较低，主要是出于它的窗口材料

氟化锂

晶体对

11.7eV

的紫外光有阻碍作用。出射光能量的降低 使得被测物质难以充分电离，因此，要求

11.7eV

的

PID

高精

度地检测出准确的数据是很难实现 的。

基于上述原因，应该选择

10. 6eV

的

紫外灯

作为

< br>PID

光源。

PID

检测仪的标定