現(xian)代有(you)機化(hua)(hua)工、石油煉(lian)制等(deng)工業(ye)的(de)(de)發展(zhan)(zhan)為(wei)人(ren)(ren)(ren)類提供了(le)(le)越(yue)來越(yue)多(duo)的(de)(de)**材料(liao)、**產(chan)(chan)品，但同時(shi)也帶(dai)來了(le)(le)越(yue)來越(yue)多(duo)的(de)(de)有(you)毒有(you)害物(wu)質(zhi)。除了(le)(le)在工業(ye)生(sheng)產(chan)(chan)中(zhong)常見的(de)(de)無機氣體(ti)(如一氧(yang)化(hua)(hua)碳、硫化(hua)(hua)氫、氮氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)等(deng))外(wai)，毒性更大、危害更大的(de)(de)有(you)機物(wu)質(zhi)也開(kai)始引起人(ren)(ren)(ren)們的(de)(de)廣泛注意。另外(wai)，長(chang)時(shi)間工作在有(you)機物(wu)質(zhi)(蒸汽、揮發物(wu))的(de)(de)環(huan)境中(zhong)，會(hui)對(dui)(dui)人(ren)(ren)(ren)身造成終(zhong)生(sheng)的(de)(de)危害。還有(you)，各(ge)類應急事故(gu)(gu)發生(sheng)時(shi)，迅(xun)速確(que)(que)認(ren)泄漏(lou)點、確(que)(que)認(ren)污染范圍(wei)、確(que)(que)認(ren)事故(gu)(gu)發展(zhan)(zhan)趨勢都是(shi)進行(xing)事故(gu)(gu)處理的(de)(de)首要條(tiao)件(jian)。因此(ci)，對(dui)(dui)有(you)機化(hua)(hua)合物(wu)進行(xing)現(xian)場低濃度、連(lian)續(xu)的(de)(de)監測(ce)，應當成為(wei)各(ge)級安全、消防、勞(lao)衛、環(huan)境等(deng)部(bu)門保護(hu)人(ren)(ren)(ren)身健康、設備安全的(de)(de)必(bi)要手段。

目前，現場監測(ce)(ce)有(you)(you)機(ji)化(hua)合物的儀(yi)(yi)器(qi)有(you)(you)很多(如檢(jian)測(ce)(ce)管、便(bian)攜(xie)(xie)式(shi)光(guang)離子化(hua)檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)、便(bian)攜(xie)(xie)式(shi)氣相色譜儀(yi)(yi)、便(bian)攜(xie)(xie)式(shi)色質聯機(ji)等)，但就現場有(you)(you)機(ji)物檢(jian)測(ce)(ce)來講，VOC檢(jian)測(ce)(ce)儀(yi)(yi)無疑(yi)是(shi)一種簡單、方便(bian)、快速的現場實用儀(yi)(yi)器(qi)。

一、PID技術描述

PID是英文Photo Ionization Detector的簡(jian)稱，即光離子化檢測器(qi)。

一(yi)般情況(kuang)下，氣(qi)相色譜在用色譜柱(zhu)分離(li)混合(he)化(hua)合(he)物后，都(dou)要經過(guo)檢測器(qi)才能(neng)確(que)認各種(zhong)化(hua)合(he)物的種(zhong)類和數(shu)量。光離(li)子化(hua)檢測器(qi)便是(shi)氣(qi)相色譜檢測器(qi)的一(yi)種(zhong)，并且是(shi)一(yi)種(zhong)**的離(li)子檢測儀器(qi)。它是(shi)通過(guo)離(li)子化(hua)的方法將待測化(hua)合(he)物轉變為容易被(bei)電子儀器(qi)檢測到的離(li)子流，它的離(li)子源(yuan)是(shi)具有特(te)別能(neng)量的紫(zi)外(wai)燈。

二、PID的工作原(yuan)理

PID使用(yong)一個(ge)紫外燈(UV)光(guang)源將(jiang)有(you)機物“擊碎(sui)”成(cheng)可(ke)被(bei)檢測器檢測到(dao)的(de)正負離(li)子(zi)(離(li)子(zi)化)，所形(xing)成(cheng)的(de)分子(zi)碎(sui)片和電(dian)(dian)子(zi)由于分別帶有(you)正負電(dian)(dian)荷，從而在兩(liang)個(ge)電(dian)(dian)極之間產生(sheng)電(dian)(dian)流。檢測器將(jiang)電(dian)(dian)流放大(da)并顯示出“ppm”濃度(du)值。在被(bei)檢測后，離(li)子(zi)重新復(fu)合(he)成(cheng)為(wei)原來的(de)氣體。

PID是一種(zhong)非破(po)壞性檢測(ce)器，它不(bu)會“燃燒”或永遠性改變待測(ce)氣體，這樣一來，經過PID檢測(ce)的氣體仍可(ke)被收集作進一步(bu)的測(ce)定(ding)。

三、離子化電位

所有的(de)(de)(de)元素和化(hua)(hua)合物(wu)都可以(yi)被(bei)離(li)子(zi)化(hua)(hua)，但(dan)在所需能量上有所不同，而這種可以(yi)替(ti)代元素中的(de)(de)(de)一個(ge)電子(zi)將化(hua)(hua)合物(wu)離(li)子(zi)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)能量稱之為(wei)“電離(li)電位”(IP)，它(ta)以(yi)電子(zi)伏特(eV)為(wei)計量單(dan)位。由UV燈(deng)發出的(de)(de)(de)能量也(ye)以(yi)eV為(wei)單(dan)位。

如果待測氣體(ti)的IP低(di)于(yu)燈(deng)的輸出能量(liang)，那么這(zhe)種(zhong)氣體(ti)就可以(yi)被離子化(hua)。

苯(ben)的IP是(shi)9.25eV，它(ta)可(ke)以被(bei)標準(zhun)配(pei)置的PID(配(pei)10.6eV)所檢(jian)測(ce)(ce)到(dao)(dao)。氯甲烷的IP是(shi)11.32eV，它(ta)只能(neng)被(bei)11.7eV的PID檢(jian)測(ce)(ce)到(dao)(dao)。一氧化碳的IP是(shi)14.01eV，它(ta)就不可(ke)能(neng)被(bei)PID離子(zi)化。我(wo)們可(ke)以從各類化學(xue)手(shou)冊和資料中查到(dao)(dao)各類物質的IP值。

四(si)、PID能(neng)測量的物質(zhi)

大量的可以被PID檢測(ce)的是含碳的有(you)機化(hua)合(he)物(wu)。包括:

芳香類:含(han)有苯(ben)環(huan)的系列化合(he)物(如苯(ben)、甲苯(ben)、萘等(deng))。

酮類和醛類:含有(you)C=O鍵的化合(he)物(如丙酮、甲基己基酮(MEK)、乙醛等)。

氨和胺類:含N的碳氫化合物(如二己胺等)。

鹵代烴類:如三(san)氯乙(yi)烯(TCE)、全氯乙(yi)烯(PERC)等(deng)。

硫化物類。

不飽和烴類:如丁(ding)二烯、異丁(ding)烯等。

醇類(lei):如異丙(bing)醇(IPA)、乙烷(wan)等。

飽(bao)和烴(jing):除了有(you)機物，PID還可以測量一些不含(han)碳的無(wu)機氣體(ti)。

氨。

半導(dao)體氣(qi)體:如砷、磷化氫等(deng)。

硫化氫。

一氧化氮。

溴和碘類等。

五(wu)、PID檢(jian)測原理VOC檢(jian)測儀(yi)不能檢(jian)測到的物質

放(fang)射性(xing)物質、空(kong)氣(N2、O2、CO2、H2O)、常見毒氣(CO、HCN、SO2)、天然氣(甲烷、乙烷等(deng))、酸性(xing)氣體(HCl、HF、HNO3)、氟里昂氣體、臭(chou)氧、非揮發性(xing)氣體等(deng)。

六、選擇性和靈敏度

PID是一種非常和(he)靈敏的檢(jian)測器(qi)。然而，VOC檢(jian)測儀(yi)不(bu)是一種具有選擇性(xing)的檢(jian)測儀(yi)器(qi)，它區分不(bu)同化合物的能力比(bi)較差。

七、校正系數

校正系數(CF，也稱為響應系數)是使用(yong)PID時需(xu)特(te)別(bie)注(zhu)意(yi)的一(yi)個(ge)參數。它代表了(le)用(yong)PID測(ce)量特(te)定(ding)氣(qi)體的靈敏(min)度(du)。它用(yong)在當以一(yi)種(zhong)氣(qi)體校正PID后，通過CF直接得到另一(yi)種(zhong)氣(qi)體的濃度(du)，從而減少了(le)準(zhun)備(bei)很多種(zhong)標氣(qi)的麻煩(fan)。

1.CF代表了測量的(de)靈敏度

CF值越低，該種氣體的靈敏度(du)就(jiu)越高(gao)。甲苯的CF值是0.5，氨的CF值是9.7，可見PID對(dui)甲苯的檢測靈敏度(du)約為CF為9.7的氨的19倍(9.7/0.5=19.4)。

2.如何(he)使用校正系數CF

(1)當物質(zhi)的(de)暴露極(ji)限<10-5且CF<1.0時，PID是十分(fen)靈敏的(de)用于個(ge)人(ren)安(an)全的(de)測量(liang)工具。

(2)如果物質的(de)暴露(lu)極限>10-5且CF<10時，PID是十分靈敏(min)的(de)用于個人安全的(de)測量工具。

(3)如(ru)(ru)果物質的(de)CF>10，則只有當它有很高的(de)暴露極限值時，PID才(cai)仍然(ran)可以(yi)作(zuo)為合適的(de)大(da)面積(ji)的(de)測(ce)漏(lou)檢測(ce)工具。有些PID制造廠(chang)家將(jiang)CF表印(yin)刷成(cheng)頁而有些直接將(jiang)信(xin)息存入PID的(de)微(wei)處(chu)理器(qi)(qi)中。如(ru)(ru)V×500 PID的(de)微(wei)處(chu)理器(qi)(qi)中就(jiu)存儲和(he)應用了(le)超過100組的(de)修正系數。

3.CF舉例

(1)甲苯

①如果儀(yi)器用異丁烯標(biao)定(ding)，對甲苯的讀數是10-4

②如果儀(yi)器用甲苯(ben)標(biao)定，同一(yi)環境中，測(ce)得的甲苯(ben)濃度是5×10-5

③0.5CF×10-4異(yi)丁烯(xi)=5×10-5甲苯

(2)氨氣

①如果儀器用異丁烯標定，對氨氣的讀數是10-4

②如果(guo)儀器用氨(an)氣標定，同一環境中，測得的氨(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(guan))采樣管(guan)

TYGON采(cai)(cai)樣(yang)管會很快(kuai)地吸附(fu)一些化(hua)合(he)物蒸(zheng)氣(qi)，所以(yi)PID不能使用這(zhe)種(zhong)采(cai)(cai)樣(yang)管。因為使用TYGON吸附(fu)性較(jiao)強，從而影響PID的(de)讀數，然而TYGON通常出現在(zai)密(mi)閉(bi)空間檢測中作為遠距離采(cai)(cai)樣(yang)管。只有特氟(fu)龍管可以(yi)和(he)PID結(jie)合(he)使用，它在(zai)采(cai)(cai)樣(yang)過程(cheng)中不會與通過的(de)氣(qi)體發(fa)生反應(ying)或吸附(fu)這(zhe)些氣(qi)體。每次采(cai)(cai)樣(yang)后(hou)，只要(yao)用無水(shui)甲醇(chun)(PID燈清洗試(shi)劑)清洗一下即可。

九、什(shen)么時(shi)候需要清(qing)洗(xi)PID

PID燈需(xu)要經常清洗。

1.需清(qing)洗PID的(de)情況

(1)校零后讀數緩(huan)慢(man)上(shang)升。

(2)PID對(dui)濕氣有反應。

(3)移動PID產生讀數。

2.如何清洗

(1)使(shi)用隨機(ji)提供的清洗工具包。

(2)旋開燈(deng)室螺蓋，用力拉(la)住(zhu)燈(deng)管后面的(de)塑(su)料接(jie)頭，將燈(deng)拉(la)出。按照(zhao)說明書的(de)內容仔細擦拭表(biao)面。

(3)將燈安回燈室(shi)，旋(xuan)好螺(luo)蓋。

3.干燥PID

(1)在(zai)空氣中徹(che)夜(ye)干(gan)燥。

(2)溫暖(不(bu)要(yao)熱的(de))空氣可以加快干(gan)燥速(su)度。

十、VOC檢(jian)測儀的特點

通過(guo)以(yi)上介紹，可以(yi)大(da)致總結出VOC檢測儀的特點:

1.連續靈敏測量

VOC檢測(ce)儀(yi)可以檢測(ce)到低至(zhi)10-6濃度(du)(百(bai)萬分(fen)之一)的(de)有(you)機物的(de)存在。這(zhe)對于其(qi)在現代的(de)石(shi)油(you)化工(gong)、勞(lao)動衛生、環境等監測(ce)中應用均具有(you)很(hen)大的(de)優勢。

2.快速

VOC檢測儀的反應一般小于3s，適合快(kuai)速應急(ji)需(xu)要。

3.便攜測量

VOC檢測儀體積小巧、重量輕(qing)，可(ke)(ke)攜帶(dai)至任何需要檢測的地(di)點。強力吸(xi)氣泵可(ke)(ke)以吸(xi)取人員(yuan)不便到達地(di)點的氣體。

4.安全可靠

無需(xu)氫(qing)氣(qi)等危險載氣(qi)，安全可靠。

5.適應性廣

這包括兩個方面的(de)(de)內(nei)容:一是它(ta)可以(yi)檢測(ce)絕大多數的(de)(de)有機物；二是它(ta)所測(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)濃度(du)范圍較寬，由10-5一直到5×10-3，儀器均可以(yi)以(yi)10-5的(de)(de)準確度(du)加以(yi)測(ce)量(liang)(liang)。

6.非破壞性測量

由于VOC檢(jian)測儀(yi)僅是使有(you)機物電離，所以(yi)(yi)有(you)機組分(fen)在(zai)離開檢(jian)測器后(hou)會重(zhong)新復合。因(yin)此，可(ke)以(yi)(yi)利用PID的(de)強力吸氣(qi)泵(beng)進行采樣袋操作，對測量樣品作進一步(bu)的(de)分(fen)析(xi)。

7.不會(hui)被被測物質損壞

同(tong)大多(duo)數其(qi)他檢測器或傳感器不(bu)同(tong)，PID檢測器不(bu)會被(bei)(bei)高濃度的被(bei)(bei)測物質損壞(中(zhong)毒)。它(ta)(ta)的恢復時(shi)間(jian)(jian)同(tong)其(qi)反(fan)應時(shi)間(jian)(jian)一樣，僅為3s，因此，它(ta)(ta)可以隨時(shi)對實時(shi)濃度進行(xing)測量。

8.只對有機物反應

VOC檢測儀對常見氣體(如(ru)O2、CO、Cl2、CH4等)沒有(you)反應(ying)，因此，它在(zai)復雜(za)環境(jing)中具(ju)有(you)一定(ding)的指向性，即只對有(you)機化合(he)物反應(ying)。