現(xian)代有(you)(you)機(ji)化工(gong)、石(shi)油煉(lian)制(zhi)等(deng)工(gong)業的(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)為(wei)人(ren)類(lei)提供(gong)了(le)越來越多的(de)(de)**材(cai)料、**產品，但(dan)同時(shi)也(ye)帶來了(le)越來越多的(de)(de)有(you)(you)毒有(you)(you)害(hai)物(wu)質。除了(le)在(zai)(zai)工(gong)業生(sheng)產中(zhong)常見的(de)(de)無(wu)機(ji)氣(qi)體(如一氧化碳、硫化氫、氮(dan)氧化物(wu)等(deng))外(wai)，毒性更大(da)、危(wei)害(hai)更大(da)的(de)(de)有(you)(you)機(ji)物(wu)質也(ye)開始引(yin)起人(ren)們的(de)(de)廣泛注意。另外(wai)，長時(shi)間(jian)工(gong)作在(zai)(zai)有(you)(you)機(ji)物(wu)質(蒸(zheng)汽、揮發(fa)(fa)物(wu))的(de)(de)環境中(zhong)，會對(dui)人(ren)身造成(cheng)終生(sheng)的(de)(de)危(wei)害(hai)。還有(you)(you)，各類(lei)應急事故發(fa)(fa)生(sheng)時(shi)，迅速確(que)(que)認泄(xie)漏點(dian)、確(que)(que)認污染(ran)范圍、確(que)(que)認事故發(fa)(fa)展(zhan)趨勢都是進行(xing)事故處理的(de)(de)首要條件。因(yin)此，對(dui)有(you)(you)機(ji)化合物(wu)進行(xing)現(xian)場低濃度、連續的(de)(de)監測，應當成(cheng)為(wei)各級安全(quan)、消防(fang)、勞衛、環境等(deng)部門保護(hu)人(ren)身健康、設備安全(quan)的(de)(de)必要手段。

目前，現場(chang)(chang)監測(ce)有機化合(he)物的(de)儀器(qi)(qi)有很多(duo)(如檢測(ce)管(guan)、便(bian)攜式(shi)光離子化檢測(ce)器(qi)(qi)、便(bian)攜式(shi)氣相色譜儀、便(bian)攜式(shi)色質聯(lian)機等)，但就現場(chang)(chang)有機物檢測(ce)來講，VOC檢測(ce)儀無疑是一種簡單、方便(bian)、快速(su)的(de)現場(chang)(chang)實用儀器(qi)(qi)。

一、PID技術描述

PID是英文Photo Ionization Detector的簡稱，即(ji)光(guang)離子化(hua)檢(jian)測器。

一(yi)般情況下(xia)，氣相(xiang)色(se)(se)譜(pu)在用色(se)(se)譜(pu)柱分離(li)(li)混合化(hua)(hua)合物后，都要經過檢測(ce)(ce)器才能(neng)確認各種(zhong)化(hua)(hua)合物的(de)種(zhong)類(lei)和數量。光(guang)離(li)(li)子(zi)化(hua)(hua)檢測(ce)(ce)器便是氣相(xiang)色(se)(se)譜(pu)檢測(ce)(ce)器的(de)一(yi)種(zhong)，并且(qie)是一(yi)種(zhong)**的(de)離(li)(li)子(zi)檢測(ce)(ce)儀(yi)器。它是通過離(li)(li)子(zi)化(hua)(hua)的(de)方法(fa)將待(dai)測(ce)(ce)化(hua)(hua)合物轉(zhuan)變(bian)為容易(yi)被電子(zi)儀(yi)器檢測(ce)(ce)到的(de)離(li)(li)子(zi)流，它的(de)離(li)(li)子(zi)源是具有特別(bie)能(neng)量的(de)紫(zi)外燈(deng)。

二、PID的工作(zuo)原理

PID使用一個紫外燈(UV)光源將有(you)機物(wu)“擊碎”成可被檢測(ce)(ce)器檢測(ce)(ce)到的正負離子(zi)(離子(zi)化)，所形成的分子(zi)碎片和電(dian)(dian)子(zi)由于分別帶(dai)有(you)正負電(dian)(dian)荷，從(cong)而(er)在(zai)兩(liang)個電(dian)(dian)極之間產生電(dian)(dian)流(liu)。檢測(ce)(ce)器將電(dian)(dian)流(liu)放大(da)并顯示出“ppm”濃度(du)值。在(zai)被檢測(ce)(ce)后，離子(zi)重新(xin)復合成為原來(lai)的氣體。

PID是(shi)一種(zhong)非(fei)破壞性檢測(ce)器，它不會“燃燒”或(huo)永遠性改變待測(ce)氣(qi)體(ti)，這樣(yang)一來，經過PID檢測(ce)的氣(qi)體(ti)仍可(ke)被收集作進一步的測(ce)定(ding)。

三、離子化電位

所(suo)(suo)有的(de)元素(su)和化(hua)合物都可(ke)(ke)以被離(li)(li)子化(hua)，但在所(suo)(suo)需能量上(shang)有所(suo)(suo)不同，而這種可(ke)(ke)以替代元素(su)中的(de)一(yi)個電(dian)子將化(hua)合物離(li)(li)子化(hua)的(de)能量稱(cheng)之為(wei)(wei)“電(dian)離(li)(li)電(dian)位”(IP)，它以電(dian)子伏(fu)特(eV)為(wei)(wei)計量單位。由UV燈(deng)發(fa)出的(de)能量也以eV為(wei)(wei)單位。

如果待測氣(qi)(qi)體的IP低于燈(deng)的輸出能(neng)量(liang)，那么這種氣(qi)(qi)體就(jiu)可以(yi)被離(li)子化。

苯的(de)IP是(shi)9.25eV，它(ta)可以被(bei)標準配置的(de)PID(配10.6eV)所檢測到。氯(lv)甲烷(wan)的(de)IP是(shi)11.32eV，它(ta)只能(neng)被(bei)11.7eV的(de)PID檢測到。一(yi)氧化碳的(de)IP是(shi)14.01eV，它(ta)就不(bu)可能(neng)被(bei)PID離子化。我們可以從各類化學手冊和(he)資料中(zhong)查(cha)到各類物(wu)質的(de)IP值。

四(si)、PID能測量(liang)的物質

大量的可以被PID檢測的是(shi)含碳的有機化合物(wu)。包括:

芳香(xiang)類:含有苯(ben)環的系列化(hua)合物(如苯(ben)、甲苯(ben)、萘等(deng))。

酮類和醛類:含有C=O鍵的化(hua)合物(如丙酮、甲基(ji)己基(ji)酮(MEK)、乙醛等)。

氨和(he)胺(an)類(lei):含N的(de)碳氫化合物(如二己胺(an)等)。

鹵(lu)代烴(jing)類:如三氯乙烯(TCE)、全氯乙烯(PERC)等。

硫化物類。

不飽和烴(jing)類:如丁二(er)烯、異丁烯等。

醇(chun)類:如異丙醇(chun)(IPA)、乙烷等。

飽和(he)烴(jing):除了有(you)機(ji)物，PID還可以測量一些不含碳的無機(ji)氣(qi)體。

氨。

半(ban)導體(ti)(ti)氣體(ti)(ti):如砷(shen)、磷化(hua)氫等。

硫化氫。

一氧化氮。

溴和碘類等。

五、PID檢(jian)測原理VOC檢(jian)測儀不(bu)能檢(jian)測到的(de)物質

放射性物質、空氣(N2、O2、CO2、H2O)、常見(jian)毒氣(CO、HCN、SO2)、天(tian)然氣(甲烷、乙烷等)、酸性氣體(ti)(ti)(ti)(HCl、HF、HNO3)、氟(fu)里(li)昂氣體(ti)(ti)(ti)、臭氧、非揮發(fa)性氣體(ti)(ti)(ti)等。

六、選擇性和靈敏度

PID是一種非(fei)常(chang)和(he)靈(ling)敏(min)的(de)檢(jian)測器。然而，VOC檢(jian)測儀不是一種具有選擇性的(de)檢(jian)測儀器，它(ta)區分不同化(hua)合物的(de)能力(li)比較差(cha)。

七、校正系數

校正系數(shu)(CF，也稱為(wei)響應系數(shu))是(shi)使用PID時需特別注意的一個參數(shu)。它代表(biao)了用PID測(ce)量特定氣體的靈敏度(du)。它用在當以一種(zhong)(zhong)氣體校正PID后，通過(guo)CF直接(jie)得到(dao)另一種(zhong)(zhong)氣體的濃度(du)，從(cong)而減少了準備(bei)很多(duo)種(zhong)(zhong)標氣的麻煩。

1.CF代(dai)表了測量(liang)的靈敏度

CF值(zhi)越(yue)低，該種氣體(ti)的(de)靈敏(min)度(du)就(jiu)越(yue)高。甲(jia)苯的(de)CF值(zhi)是0.5，氨的(de)CF值(zhi)是9.7，可見PID對甲(jia)苯的(de)檢(jian)測靈敏(min)度(du)約為CF為9.7的(de)氨的(de)19倍(9.7/0.5=19.4)。

2.如(ru)何使(shi)用校(xiao)正(zheng)系數CF

(1)當物質的(de)暴露極限<10-5且CF<1.0時，PID是十(shi)分靈(ling)敏的(de)用于個人(ren)安(an)全的(de)測量工具。

(2)如(ru)果物質的(de)暴(bao)露(lu)極(ji)限>10-5且CF<10時，PID是十分靈(ling)敏的(de)用于個人安(an)全的(de)測量工具。

(3)如果物(wu)質的(de)(de)CF>10，則只有(you)當它有(you)很高的(de)(de)暴露極限值時，PID才仍(reng)然可以作為合(he)適的(de)(de)大(da)面積的(de)(de)測(ce)(ce)漏檢(jian)測(ce)(ce)工具。有(you)些(xie)PID制造廠(chang)家將CF表印刷成頁而有(you)些(xie)直接將信息(xi)存(cun)入PID的(de)(de)微處理器中。如V×500 PID的(de)(de)微處理器中就存(cun)儲和(he)應用了(le)超過100組的(de)(de)修正系(xi)數。

3.CF舉例

(1)甲苯

①如果(guo)儀(yi)器用異丁烯標定，對甲苯的(de)讀(du)數是10-4

②如果儀器用(yong)甲苯標定，同(tong)一環境中，測得(de)的甲苯濃度是(shi)5×10-5

③0.5CF×10-4異丁烯=5×10-5甲(jia)苯(ben)

(2)氨氣

①如(ru)果儀(yi)器用異丁烯標定，對氨氣的讀數(shu)是10-4

②如果儀器用氨(an)氣標(biao)定，同一(yi)環境中，測得(de)的氨(an)氣濃度是9.7×10-4

③9.7CF×10-4異丁烯=9.7×10-4氨氣

八、PID不能使用TYGON(軟管)采樣(yang)管

TYGON采樣(yang)管(guan)會很快地吸(xi)附(fu)(fu)一些化合物蒸氣(qi)，所以(yi)PID不(bu)能使(shi)用這種(zhong)采樣(yang)管(guan)。因(yin)為使(shi)用TYGON吸(xi)附(fu)(fu)性較強，從而影響PID的讀數，然而TYGON通常出現(xian)在密閉(bi)空間檢測中作為遠距離(li)采樣(yang)管(guan)。只(zhi)有特氟龍管(guan)可(ke)以(yi)和PID結合使(shi)用，它在采樣(yang)過程中不(bu)會與通過的氣(qi)體發生反應或(huo)吸(xi)附(fu)(fu)這些氣(qi)體。每次(ci)采樣(yang)后(hou)，只(zhi)要用無水甲(jia)醇(PID燈清洗(xi)試劑(ji))清洗(xi)一下(xia)即可(ke)。

九、什(shen)么時候需要(yao)清(qing)洗PID

PID燈需(xu)要(yao)經常清洗。

1.需清洗PID的情況

(1)校零后讀數緩慢上升。

(2)PID對濕氣有反應。

(3)移動PID產生讀數(shu)。

2.如何清洗

(1)使用隨機提供的清洗工具包。

(2)旋開燈(deng)室螺蓋，用力拉住燈(deng)管后面(mian)的塑料接頭(tou)，將燈(deng)拉出(chu)。按照說明(ming)書的內容仔細擦(ca)拭表面(mian)。

(3)將(jiang)燈(deng)安回燈(deng)室，旋好螺(luo)蓋。

3.干燥PID

(1)在(zai)空氣中徹夜(ye)干燥。

(2)溫暖(不要(yao)熱的)空氣可以加(jia)快干燥速度。

十(shi)、VOC檢測儀(yi)的特點(dian)

通過(guo)以上介紹，可以大(da)致(zhi)總結出VOC檢測儀的(de)特點:

1.連續靈敏測量

VOC檢測儀可以檢測到低至10-6濃度(百萬(wan)分之(zhi)一)的有(you)機物的存在。這對(dui)于其(qi)在現(xian)代的石油化工、勞動衛生、環境等(deng)監測中(zhong)應用均具有(you)很(hen)大的優勢(shi)。

2.快速

VOC檢測儀的反應一般小于(yu)3s，適(shi)合(he)快速(su)應急(ji)需要(yao)。

3.便攜測量

VOC檢測儀(yi)體積小巧、重量輕，可(ke)攜(xie)帶至(zhi)任何需要檢測的地點。強(qiang)力吸氣泵可(ke)以吸取(qu)人員不便到達地點的氣體。

4.安全可靠

無需氫氣(qi)等危險載(zai)氣(qi)，安全(quan)可靠。

5.適應性廣

這包括兩個方面的內容:一(yi)是(shi)它可以(yi)(yi)(yi)檢測絕大(da)多數的有(you)機物；二(er)是(shi)它所測量的濃度范圍較寬，由(you)10-5一(yi)直(zhi)到5×10-3，儀器(qi)均可以(yi)(yi)(yi)以(yi)(yi)(yi)10-5的準確度加以(yi)(yi)(yi)測量。

6.非破壞性測量

由于VOC檢(jian)(jian)測(ce)儀僅是使有(you)機物電離，所以有(you)機組(zu)分在離開檢(jian)(jian)測(ce)器后會重(zhong)新復(fu)合(he)。因此，可(ke)以利(li)用(yong)PID的(de)強力吸氣泵進行采樣(yang)(yang)袋(dai)操作，對測(ce)量樣(yang)(yang)品作進一步的(de)分析(xi)。

7.不會被(bei)被(bei)測(ce)物質損壞

同(tong)大多數其他檢測(ce)器或(huo)傳感器不同(tong)，PID檢測(ce)器不會被(bei)高濃度(du)(du)的(de)被(bei)測(ce)物質損壞(中毒(du))。它的(de)恢復時(shi)(shi)間同(tong)其反應時(shi)(shi)間一樣，僅為3s，因此，它可以隨(sui)時(shi)(shi)對實時(shi)(shi)濃度(du)(du)進行測(ce)量。

8.只對有機物反應

VOC檢測(ce)儀對常(chang)見氣體(ti)(如O2、CO、Cl2、CH4等)沒有反應，因(yin)此，它在復雜(za)環(huan)境(jing)中(zhong)具有一(yi)定的(de)指(zhi)向性，即只對有機(ji)化合物反應。