VOC快檢利器——光離子化氣體傳感器（PID）?。?/h1>

更新時(shí)間：2021-07-28      點(diǎn)擊次數(shù)：10178

提起VOC檢測(cè)，可能環(huán)境的小伙伴比較熟悉，今天主要跟大家分享一下光離子化氣體傳感器（PID）方法檢測(cè)VOC。

1、什么是VOC？

VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile organic compounds）的英文縮寫，是在室溫以氣態(tài)分子的形態(tài)排放到空氣中的所有有機(jī)化合物的總稱。VOC 所涵蓋的有機(jī)物種類繁多而且其組成成分多樣，主要有：氯化物、苯類化合物、氟利昂化合物、有機(jī)醇、有機(jī)酮、有機(jī)醚、有機(jī)醛、有機(jī)酯、有機(jī)胺、有機(jī)酸以及石油烴化合物等。VOC及所形成的二次污染物不僅本身具有較強(qiáng)毒性對(duì)人們的健康帶來(lái)負(fù)面影響，而且VOC作為臭氧和PM2.5的前體也影響著大氣質(zhì)量，是復(fù)合型空氣污染的主要“貢獻(xiàn)者“之一。

2、VOC的檢測(cè)方法

檢測(cè)VOC常見的方法有PID檢測(cè)、GC-FID及GC-MS檢測(cè)，其中GC-FID和GC-MS都是用來(lái)檢測(cè)VOC氣體總值的，在混合氣體環(huán)境中不能檢測(cè)出單獨(dú)某一種VOC氣體。GC-FID與GC-MS也可以測(cè)出具體某一種VOC氣體成分，但價(jià)格昂貴，且體積大。其中PID傳感器體積小、價(jià)格低廉、工作條件簡(jiǎn)單、能耗低，更適合作為便攜式檢測(cè)器。

表1 VOC檢測(cè)方法

參數(shù)	GC-MS	GC-FID	PID
使用方式	氦氣瓶	氮?dú)馄?、氫氣瓶、空氣?/span>	便攜式
重量	非常重	較重	很輕
尺寸	體積非常大	體積較大	很小
檢測(cè)范圍（ppm）	更寬	0～50000	0～10000
數(shù)據(jù)線性	全范圍線性較好	全范圍線性較好	低濃度線性良好
選擇性	無(wú)選擇性	無(wú)選擇性	低能量燈增加選擇性
檢測(cè)氣體	VOC氣體	VOC氣體	VOC氣體、某些無(wú)機(jī)氣體
樣品	破壞檢測(cè)	破壞檢測(cè)	無(wú)損檢測(cè)可回收
操作使用	極為復(fù)雜	較為復(fù)雜	簡(jiǎn)便簡(jiǎn)潔
檢測(cè)費(fèi)用	極其高	高	極低
檢測(cè)速度	極其慢	慢	極快

3、什么是PID？

對(duì)于儀器分析的小伙伴，可能對(duì)GC-FID（氫火焰離子化檢測(cè)器）與GC-MS（氣質(zhì)聯(lián)用儀）使用更清楚，我們今天重點(diǎn)講一下PID（光離子化檢測(cè)器）。

光離子化氣體傳感器（簡(jiǎn)稱PID）由紫外光源和氣室構(gòu)成。PID 中激發(fā)待測(cè)氣體離子化的源頭就是電離室中的紫外燈，被測(cè)氣體到達(dá)氣室后，被紫外燈發(fā)射的紫外光電離產(chǎn)生電荷流，氣體濃度和電荷流的大小正相關(guān)，測(cè)量電荷流即可測(cè)得氣體濃度。紫外發(fā)光原理與日光燈管相同，只是頻率高，能量大。

圖1 PID傳感器結(jié)構(gòu)

PID工作原理:

1、在真空玻璃腔內(nèi)充入高純稀有氣體例如惰性氣體。

2、用可透紫外光的窗口將玻璃腔體密封。

3、外加電磁場(chǎng)進(jìn)行激發(fā)。

4、在外加電磁場(chǎng)的作用下，被電離氣體產(chǎn)生電流，進(jìn)而被檢測(cè)到。

圖2 PID傳感器工作原理

4、PID傳感器類型與品牌調(diào)研

PID傳感器可以按照紫外燈能量、壽命及檢測(cè)氣體分類，主要可以分為以下類型。

表2 PID傳感器類型

紫外燈能量（eV）	9.6eV	10.6eV	11.6eV
紫外燈壽命	6個(gè)月	12～24個(gè)月	6個(gè)月
檢測(cè)氣體種類	114	250	300

在VOC快檢領(lǐng)域， PID傳感器品牌幾乎都是進(jìn)口儀器公司，國(guó)產(chǎn)采用PID技術(shù)的檢測(cè)設(shè)備僅鎂匯科技一家企業(yè)。

表3 PID傳感器品牌

品牌	典型產(chǎn)品
英國(guó)阿爾法Alphasense	PID-A1
英國(guó)離子科學(xué)Ion  Science Ltd.	FirstCheck F Ex6000，世界上*PPB級(jí)PID檢測(cè)器的多組分氣體檢測(cè)儀
美國(guó)貝斯蘭Baseline–MOCON	PID-TECH  FirstCheck F Ex6000
MeiHui鎂匯科技	PID-GH，專注PID研發(fā)可替代進(jìn)口品牌PID配件

5、PID的國(guó)產(chǎn)替代

通過(guò)分析比對(duì)，可以看出采用PID技術(shù)的檢測(cè)設(shè)備與動(dòng)輒花費(fèi)大幾十萬(wàn)的GC-FID、GC-MS相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，不但便攜快捷而且設(shè)備成本低。

表4 國(guó)產(chǎn)配件與進(jìn)口配件對(duì)比

類型	價(jià)格	貨期	特點(diǎn)
進(jìn)口配件	國(guó)產(chǎn)3～5倍	15～90天	更新?lián)Q代快
國(guó)產(chǎn)配件	進(jìn)口1/3～1/5	2～5天	精準(zhǔn)定制

進(jìn)口儀器進(jìn)口備件具有價(jià)格貴、費(fèi)用高、購(gòu)買周期長(zhǎng)。一旦PID的氘燈損壞或者其他配件缺失，將存在一定時(shí)間的空白等待期，將會(huì)嚴(yán)重影響到VOC檢測(cè)工作的檢測(cè)進(jìn)度。解決辦法無(wú)外乎有兩個(gè)：

1、增加進(jìn)口配件的儲(chǔ)備與存儲(chǔ)，但會(huì)增加資源浪費(fèi)與資金壓力；

2、尋找進(jìn)口配件的國(guó)產(chǎn)可替代化。 

6、PID進(jìn)口替代優(yōu)選之品

鎂匯科技PID-GHSensor的外型設(shè)計(jì)可以與主要品牌的PID傳感器進(jìn)行互換，其可以安裝在任何便攜式和固定氣體檢測(cè)儀。可進(jìn)口替代相同規(guī)格的PID傳感器光源與其他易損配件。

圖3 0～200ppmPID的線性范圍

其不同配件的測(cè)量范圍最小為0-2ppm，檢出限0.5ppb。最大測(cè)量范圍0-10000ppm，最小檢出限為1000ppb。傳感器使用壽命一般為3年，質(zhì)保2年。氘燈能量為10.6eV，紫外燈管壽命6000h。其他配件一年，并且提供其他配件的購(gòu)買。

圖4 PID主要配件圖

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)PID氣體傳感器有了較大發(fā)展，對(duì)已知?dú)怏w可以實(shí)現(xiàn)快速實(shí)時(shí)檢測(cè)，有著廣泛的應(yīng)用前景。

轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)：實(shí)驗(yàn)室儀器分析

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