現(xiàn)代有機化工,、石油煉制等工業(yè)的發(fā)展為人類提供了越來越多的**材料,、**產(chǎn)品,，但同時也帶來了越來越多的有毒有害物質(zhì)。除了在工業(yè)生產(chǎn)中常見的無機氣體(如一氧化碳,、硫化氫,、氮氧化物等)外，毒性更大,、危害更大的有機物質(zhì)也開始引起人們的廣泛注意,。另外，長時間工作在有機物質(zhì)(蒸汽,、揮發(fā)物)的環(huán)境中,，會對人身造成終生的危害。還有,，各類應(yīng)急事故發(fā)生時,，迅速確認(rèn)泄漏點、確認(rèn)污染范圍,、確認(rèn)事故發(fā)展趨勢都是進行事故處理的首要條件,。因此，對有機化合物進行現(xiàn)場低濃度,、連續(xù)的監(jiān)測,，應(yīng)當(dāng)成為各級安全、消防,、勞衛(wèi),、環(huán)境等部門保護人身健康、設(shè)備安全的必要手段,。
目前,，現(xiàn)場監(jiān)測有機化合物的儀器有很多(如檢測管、便攜式光離子化檢測器,、便攜式氣相色譜儀,、便攜式色質(zhì)聯(lián)機等)，但就現(xiàn)場有機物檢測來講,，VOC檢測儀無疑是一種簡單,、方便、快速的現(xiàn)場實用儀器,。
一,、PID技術(shù)描述
PID是英文Photo Ionization Detector的簡稱，即光離子化檢測器,。
一般情況下,，氣相色譜在用色譜柱分離混合化合物后，都要經(jīng)過檢測器才能確認(rèn)各種化合物的種類和數(shù)量,。光離子化檢測器便是氣相色譜檢測器的一種,，并且是一種**的離子檢測儀器,。它是通過離子化的方法將待測化合物轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀妆浑娮觾x器檢測到的離子流，它的離子源是具有特別能量的紫外燈,。
二,、PID的工作原理
PID使用一個紫外燈(UV)光源將有機物“擊碎”成可被檢測器檢測到的正負(fù)離子(離子化)，所形成的分子碎片和電子由于分別帶有正負(fù)電荷,，從而在兩個電極之間產(chǎn)生電流,。檢測器將電流放大并顯示出“ppm”濃度值。在被檢測后,，離子重新復(fù)合成為原來的氣體,。
PID是一種非破壞性檢測器，它不會“燃燒”或永遠(yuǎn)性改變待測氣體,，這樣一來,，經(jīng)過PID檢測的氣體仍可被收集作進一步的測定。
三,、離子化電位
所有的元素和化合物都可以被離子化,，但在所需能量上有所不同，而這種可以替代元素中的一個電子將化合物離子化的能量稱之為“電離電位”(IP),，它以電子伏特(eV)為計量單位,。由UV燈發(fā)出的能量也以eV為單位。
如果待測氣體的IP低于燈的輸出能量,，那么這種氣體就可以被離子化,。
苯的IP是9.25eV，它可以被標(biāo)準(zhǔn)配置的PID(配10.6eV)所檢測到,。氯甲烷的IP是11.32eV，它只能被11.7eV的PID檢測到,。一氧化碳的IP是14.01eV,，它就不可能被PID離子化。我們可以從各類化學(xué)手冊和資料中查到各類物質(zhì)的IP值,。
四,、PID能測量的物質(zhì)
大量的可以被PID檢測的是含碳的有機化合物。包括:
芳香類:含有苯環(huán)的系列化合物(如苯,、甲苯,、萘等)。
酮類和醛類:含有C=O鍵的化合物(如丙酮,、甲基己基酮(MEK),、乙醛等)。
氨和胺類:含N的碳?xì)浠衔?如二己胺等),。
鹵代烴類:如三氯乙烯(TCE),、全氯乙烯(PERC)等,。
硫化物類。
不飽和烴類:如丁二烯,、異丁烯等,。
醇類:如異丙醇(IPA)、乙烷等,。
飽和烴:除了有機物,，PID還可以測量一些不含碳的無機氣體。
氨,。
半導(dǎo)體氣體:如砷,、磷化氫等。
硫化氫,。
一氧化氮,。
溴和碘類等。
五,、PID檢測原理VOC檢測儀不能檢測到的物質(zhì)
放射性物質(zhì),、空氣(N2、O2,、CO2,、H2O)、常見毒氣(CO,、HCN,、SO2)、天然氣(甲烷,、乙烷等),、酸性氣體(HCl、HF,、HNO3),、氟里昂氣體、臭氧,、非揮發(fā)性氣體等,。
六、選擇性和靈敏度
PID是一種非常和靈敏的檢測器,。然而,，VOC檢測儀不是一種具有選擇性的檢測儀器，它區(qū)分不同化合物的能力比較差,。
七,、校正系數(shù)
校正系數(shù)(CF，也稱為響應(yīng)系數(shù))是使用PID時需特別注意的一個參數(shù)。它代表了用PID測量特定氣體的靈敏度,。它用在當(dāng)以一種氣體校正PID后,，通過CF直接得到另一種氣體的濃度，從而減少了準(zhǔn)備很多種標(biāo)氣的麻煩,。
1.CF代表了測量的靈敏度
CF值越低,，該種氣體的靈敏度就越高。甲苯的CF值是0.5,，氨的CF值是9.7,，可見PID對甲苯的檢測靈敏度約為CF為9.7的氨的19倍(9.7/0.5=19.4)。
2.如何使用校正系數(shù)CF
(1)當(dāng)物質(zhì)的暴露極限<10-5且CF<1.0時,，PID是十分靈敏的用于個人安全的測量工具,。
(2)如果物質(zhì)的暴露極限>10-5且CF<10時，PID是十分靈敏的用于個人安全的測量工具,。
(3)如果物質(zhì)的CF>10,，則只有當(dāng)它有很高的暴露極限值時，PID才仍然可以作為合適的大面積的測漏檢測工具,。有些PID制造廠家將CF表印刷成頁而有些直接將信息存入PID的微處理器中,。如V×500 PID的微處理器中就存儲和應(yīng)用了超過100組的修正系數(shù)。
3.CF舉例
(1)甲苯
①如果儀器用異丁烯標(biāo)定,，對甲苯的讀數(shù)是10-4
②如果儀器用甲苯標(biāo)定,，同一環(huán)境中，測得的甲苯濃度是5×10-5
③0.5CF×10-4異丁烯=5×10-5甲苯
(2)氨氣
①如果儀器用異丁烯標(biāo)定,，對氨氣的讀數(shù)是10-4
②如果儀器用氨氣標(biāo)定,，同一環(huán)境中，測得的氨氣濃度是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)采樣管
TYGON采樣管會很快地吸附一些化合物蒸氣,，所以PID不能使用這種采樣管。因為使用TYGON吸附性較強,，從而影響PID的讀數(shù),，然而TYGON通常出現(xiàn)在密閉空間檢測中作為遠(yuǎn)距離采樣管。只有特氟龍管可以和PID結(jié)合使用,，它在采樣過程中不會與通過的氣體發(fā)生反應(yīng)或吸附這些氣體。每次采樣后,，只要用無水甲醇(PID燈清洗試劑)清洗一下即可,。
九、什么時候需要清洗PID
PID燈需要經(jīng)常清洗,。
1.需清洗PID的情況
(1)校零后讀數(shù)緩慢上升,。
(2)PID對濕氣有反應(yīng)。
(3)移動PID產(chǎn)生讀數(shù)。
2.如何清洗
(1)使用隨機提供的清洗工具包,。
(2)旋開燈室螺蓋,，用力拉住燈管后面的塑料接頭，將燈拉出,。按照說明書的內(nèi)容仔細(xì)擦拭表面,。
(3)將燈安回?zé)羰遥寐萆w,。
3.干燥PID
(1)在空氣中徹夜干燥,。
(2)溫暖(不要熱的)空氣可以加快干燥速度。
十,、VOC檢測儀的特點
通過以上介紹,，可以大致總結(jié)出VOC檢測儀的特點:
1.連續(xù)靈敏測量
VOC檢測儀可以檢測到低至10-6濃度(百萬分之一)的有機物的存在,。這對于其在現(xiàn)代的石油化工,、勞動衛(wèi)生,、環(huán)境等監(jiān)測中應(yīng)用均具有很大的優(yōu)勢,。
2.快速
VOC檢測儀的反應(yīng)一般小于3s,，適合快速應(yīng)急需要,。
3.便攜測量
VOC檢測儀體積小巧,、重量輕,，可攜帶至任何需要檢測的地點,。強力吸氣泵可以吸取人員不便到達(dá)地點的氣體,。
4.安全可靠
無需氫氣等危險載氣，安全可靠,。
5.適應(yīng)性廣
這包括兩個方面的內(nèi)容:一是它可以檢測絕大多數(shù)的有機物,；二是它所測量的濃度范圍較寬，由10-5一直到5×10-3,，儀器均可以以10-5的準(zhǔn)確度加以測量,。
6.非破壞性測量
由于VOC檢測儀僅是使有機物電離，所以有機組分在離開檢測器后會重新復(fù)合,。因此,，可以利用PID的強力吸氣泵進行采樣袋操作，對測量樣品作進一步的分析,。
7.不會被被測物質(zhì)損壞
同大多數(shù)其他檢測器或傳感器不同,，PID檢測器不會被高濃度的被測物質(zhì)損壞(中毒)。它的恢復(fù)時間同其反應(yīng)時間一樣,，僅為3s,，因此，它可以隨時對實時濃度進行測量,。
8.只對有機物反應(yīng)
VOC檢測儀對常見氣體(如O2,、CO、Cl2、CH4等)沒有反應(yīng),，因此,，它在復(fù)雜環(huán)境中具有一定的指向性，即只對有機化合物反應(yīng),。
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