PID工作原理
利用光電離檢測原理測量空氣中可揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物(VOC),如下圖所示。試氣(1)通到光離子元件頂部的薄膜過濾器并自由擴(kuò)散進(jìn)出由過濾器,室壁和一個(gè)UV燈窗形成的下層室。燈泡發(fā)出高能量的UV光線(以箭頭表示),穿過窗口。當(dāng)光子被分子吸收,室內(nèi)產(chǎn)生光電離,產(chǎn)生兩個(gè)電荷離子,一個(gè)正電荷X+,一個(gè)負(fù)電荷Y-(2a)。正負(fù)電極之間產(chǎn)生電場,吸引離子(2b),所產(chǎn)生的與VOC濃度成正比的電流,可被測量并用于判定氣體濃度。PID-A包含第三個(gè)柵電極(專利),用于確保放大電流中不包含其他電流源如室壁的水冷凝產(chǎn)生的明顯分量。
什么VOC可被PID感應(yīng)?
PID可檢測大多數(shù)的VOC,除了低分子量的碳?xì)浠衔?。每一種VOC都有一個(gè)光特性門限能量(光子
能量),當(dāng)有光直射在VOC上時(shí),使其分解成離子。這就是電離電勢或者IP。如果大于IP的光子能量
與樣氣相互作用,VOC就被電離(也就是被檢測到)。檢測儀產(chǎn)生的峰值光子能量取決于所使用的PID
燈泡:氙= 9.6 eV, 氘= 10.2 eV, 氪= 10.6 eV 或者氬= 11.7 eV. 可見,使用氬燈泡可測量大范圍的可揮發(fā)性化合物而使用氙燈泡可提升選擇性。一般某種類型燈泡在光譜指紋上是相同的,所以對于某種氣體的相關(guān)反應(yīng),例如苯對于某種燈泡,例如氪燈泡間是相同的。然而,燈泡強(qiáng)度在某種程度上
的差異會(huì)導(dǎo)致對標(biāo)氣的完全反應(yīng)不同。
化學(xué)物的充足的揮發(fā)性對于PID和其他檢測儀測量來說同樣重要。一種大分子顆粒,例如α 蒎烯(松節(jié)
油的成分),以約5000ppm的濃度漂浮在20℃的空氣中。這是化合物通常檢測到的大濃度。一些化
合物,例如機(jī)油和氬化合物,一般在常溫下只有幾ppm,在空氣中檢測這些氣體更困難。
哪種燈泡好?
燈泡的選擇取決于目標(biāo)氣體,選擇性需求和燈泡壽命。氪燈泡可用于高靈敏度的要求。
氙燈泡(9.6 eV)
可以檢測很多包含6個(gè)碳原子(C6)或更多的芳香劑和不飽和VOC化合物。有時(shí)選擇氙燈泡去檢測這
樣的化合物可確保更多的選擇性優(yōu)勢。
氪燈泡(10.6 eV)
可檢測一些C2, 大多數(shù)C3, C4+ 的VOC。,一般除了含氯,氟或溴的化合物。作為指導(dǎo),你可以使用
氪PID檢測以下氣體:
?所有的碳?xì)浠衔?,化學(xué)名稱以–ane, –ene 或 –yne結(jié)尾的,除了甲烷,乙烷,丙烷和乙炔,也除了名稱中含有‘chloro’, ‘fluoro’ 或‘bromo’的。
? 所有的醇類,化學(xué)名稱以-ol結(jié)尾的,除了甲醇,或者名稱中常常包含‘chloro’, ‘fluoro’ 或 ‘bromo’。
? 所有以aldehyde結(jié)尾的醛,除了醛,除了甲醛,或者有時(shí)名稱中包含‘chloro’, ‘fluoro’ 或 ‘bromo’。
? 所有化學(xué)名稱以-one結(jié)尾的酮,除了很少的名稱中包含‘chloro’, ‘fluoro’ 或 ‘bromo’。
? 所有以-ate結(jié)尾的酯,除了很少的名稱中包含‘chloro’, ‘fluoro’ or ‘bromo’的。
? 所有胺,硫化物
氬燈泡(11.7 eV)
可以檢測所有能被氪燈泡檢測的VOC,還有乙炔,甲醇,甲醛和大約80%的化學(xué)名稱中包含‘fluoro’,‘chloro’ and ‘bromo’的VOC。然而,這種燈泡壽命很短,因?yàn)閁V窗是由氟化鋰制成,非常容易降解。
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