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光离子化检测有机化合物

日期：2024-11-23 06:26

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摘要：

光离子化检测器（PhotoIonization Detectors，简称PID）可以检测极低浓度 (0-2000

ppm)的挥发性有机化合物（VOC，Volatile Organic Compounds）和其它有毒气体。

很多发生事故的有害物质（HazMat，HazardousMaterial)都是VOC，因而对VOC检测具有极

高灵敏度的PID就在检测有机化合物中有着无法替代的用途：

尽管已有一些公司号称它们可以进行有机化合物的检测，但RAE公司近期在PID技术上的突

破性发展：包括使仪器更加坚固、更加可靠和更加经济实用使其成为检测有机化合物的普遍工

具。也正是这些发展，PID将成为有机气体监测的优选仪器。

光离子化检测有机化合物一般意义上的VOC到底包括哪些物质？

从某种意义上讲，VOC是保证工业的发展的化学物质，包括：

燃料、油料(主要的应急事故)

润滑、油脂、脱脂剂

溶剂、涂料、塑料和树脂

光离子化检测有机化合物为什么不使用LEL检测器？

很多VOC确实是易燃物质并且可以被应用于很多多气体检测器中配备的LEL(Lower Explo

-siveLimit)或称易燃易爆气体检测器所检测到。但是，由于LEL传感器的较低的灵敏度还不足

以确认毒性而无法应用于应急事故之中。

换句话说，LEL传感器检测的是爆炸性而非毒性。

光离子化检测有机化合物1)LEL传感器检测的是爆炸性而非毒性。

LEL传感器测量的是爆炸下限的百分比，例如，汽油的爆炸下限是1.4%，因而，100% LEL

就是14,000 ppm 的汽油。10% LEL 是1,400ppm的汽油，1% LEL是140 ppm的汽油。140 ppm是

LEL传感器可以检测到的*小的汽油蒸气量。汽油的TWA值（时间加权平均值）是300ppm 而其

STEL（短期暴露水平）是500ppm，这些，再加上LEL传感器的较差的分辨率都说明LEL不适合于

检测汽油泄露。LEL传感器测量的是爆炸性而不是毒性。实际上，很多VOC（有机化合物）即使

在其浓度远远低于LEL传感器灵敏度时就已经具有了很大的毒性。

2)LEL传感器是专用于测量甲烷气体的。光离子化检测有机化合物

*初，LEL传感器是专门用于解决测量煤矿中甲烷浓度问题的。大多数的LEL传感器都采用

测量易燃气体在催化极上燃烧产生热量的惠斯通电桥的原理。此时，温度升高引起电阻的变化

，仪器对其进行测量并转化为% LEL。

3)LEL传感器的局限性：

两种基理影响着LEL传感器的性能并影响着它们有效地测量非甲烷气体：

气体在燃烧时的热量输出不同：

"较重的"碳氢化合物蒸气更难一些扩散到LEL传感器上所以其热量输出也低一些。

有些气体燃烧产生热量较多而另一些可能相对小一些。这些物理性质的不同导致了使用LEL

传感器时的不便。比如100% LEL甲烷(5%体积甲烷)产生的热量就相当于100%LEL丙烷(2.0%体积

)的两倍。

有些"较重的"碳氢化合物可能很难扩散通过LEL传感器的防火屏蔽金属网。在LEL传感器上

，这个网是用来避免传感器本身回火引燃环境并允许象甲烷、丙烷和乙烷等通过到达传感器的

惠斯通桥的电极表面。然而，象汽油、煤油、溶剂等扩散通过这个网的速度较慢，因而到达电

桥的量也少，也即输出较低。

4)惠斯通电桥式的LEL传感器的灵敏度是以甲烷为代表的。

根据下表，汽油在惠斯通电桥上产生的热量大约是甲烷的一半。因此，其产生的信号也是

甲烷的一半。如果用甲烷标定的LEL检测汽油蒸气，仪器显示的读数就是实际浓度的一半。例如

，在甲烷标定的情况下，如果LEL显示空气中汽油混合物的50%LEL，实际的由于一半输出，

LEL就大约是100%

Gas/Vapor	LEL(%vol)	灵敏度(%)
Acetone	2.2	45
Diesel	0.8	30
MEK	1.8	38
Toluene	1.2	40
Benzene	1.2	40
Methane	5.0	100
Propane	2.0	53

当然，LEL的读数可以用你所测量的气体进行校正。比如，上表表明，丙烷的响应更接近于

大多数的VOC，因此也有很多的制造商用丙烷校正他们的仪器。也可以在仪器用甲烷校正后使用

校正系数进行待测气体校正，即以电方法来使得仪器得到正确的读数。由于甲烷是*先到达传

感器表面，所以用甲烷进行校正更适合于这类仪器。然而，即使使用了合适的校正系数，LEL传

感器还是因为缺乏足够的测量PPM量级的灵敏度而无法进行VOC的毒性测量。

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