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PID光离子传感器检测原理

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。PID 是一种非破坏性检测器,它不会改变待测气体分子,经过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9.8eV、10.6eV、11.7eV3种。其中11.7eV的UV灯由于所发出的光的电离能(IP)Z高,故PID检测范围宽。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UV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10.6eV、的紫外灯可持续使用12-24个月,而一个11.7eV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,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10.6eV时才使用。同时,9.8和10.6eV具有很多11.7eV的紫外灯不具有的特点: 9.8和10.6eV的PID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。

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 主要用于挥发性有机化合物的检测,主要包括:

● 芳香类:含有苯环的系列化合物,比如:苯、甲苯、乙苯、二甲苯等;

● 胺类和氨基化合物:含N的碳氢化合物。比如:二乙胺等;

● 卤代烃类:如三氯乙烯(TCE)、全氯乙烯(PCE)等;

● 含硫有机物:甲硫醇、硫化物等;

● 不饱和烃类:丁二烯、异丁烯等;

● 饱和烃类:丁烷、辛烷等;

● 醇类:异丙醇(IPA)、乙醇等。

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