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光離子化檢測有機化合物

日期：2025-01-05 11:05

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摘要：

光離子化檢測器（PhotoIonization Detectors，簡稱PID）可以檢測極低濃度 (0-2000

ppm)的揮發性有機化合物（VOC，Volatile Organic Compounds）和其它有毒氣體。

很多發生事故的有害物質（HazMat，HazardousMaterial)都是VOC，因而對VOC檢測具有極

高靈敏度的PID就在檢測有機化合物中有著無法替代的用途：

儘管已有一些公司號稱它們可以進行有機化合物的檢測，但RAE公司近期在PID技術上的突

破性發展：包括使儀器更加堅固、更加可靠和更加經濟實用使其成為檢測有機化合物的普遍工

具。也正是這些發展，PID將成為有機氣體監測的優選儀器。

光離子化檢測有機化合物一般意義上的VOC到底包括哪些物質？

從某種意義上講，VOC是保證工業的發展的化學物質，包括：

燃料、油料(主要的應急事故)

潤滑、油脂、脫脂劑

溶劑、塗料、塑料和樹脂

光離子化檢測有機化合物為什麼不使用LEL檢測器？

很多VOC確實是易燃物質並且可以被應用於很多多氣體檢測器中配備的LEL(Lower Explo

-siveLimit)或稱易燃易爆氣體檢測器所檢測到。但是，由於LEL傳感器的較低的靈敏度還不足

以確認毒性而無法應用於應急事故之中。

換句話說，LEL傳感器檢測的是爆炸性而非毒性。

光離子化檢測有機化合物1)LEL傳感器檢測的是爆炸性而非毒性。

LEL傳感器測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傳感器可以檢測到的*小的汽油蒸氣量。汽油的TWA值（時間加權平均值）是300ppm 而其

STEL（短期暴露水平）是500ppm，這些，再加上LEL傳感器的較差的分辨率都說明LEL不適合於

檢測汽油泄露。LEL傳感器測量的是爆炸性而不是毒性。實際上，很多VOC（有機化合物）即使

在其濃度遠遠低於LEL傳感器靈敏度時就已經具有了很大的毒性。

2)LEL傳感器是專用於測量甲烷氣體的。光離子化檢測有機化合物

*初，LEL傳感器是專門用於解決測量煤礦中甲烷濃度問題的。大多數的LEL傳感器都采用

測量易燃氣體在催化極上燃燒產生熱量的惠斯通電橋的原理。此時，溫度升高引起電阻的變化

，儀器對其進行測量並轉化為% LEL。

3)LEL傳感器的局限性：

兩種基理影響著LEL傳感器的性能並影響著它們有效地測量非甲烷氣體：

氣體在燃燒時的熱量輸出不同：

"較重的"碳氫化合物蒸氣更難一些擴散到LEL傳感器上所以其熱量輸出也低一些。

有些氣體燃燒產生熱量較多而另一些可能相對小一些。這些物理性質的不同導致了使用LEL

傳感器時的不便。比如100% LEL甲烷(5%體積甲烷)產生的熱量就相當於100%LEL丙烷(2.0%體積

)的兩倍。

有些"較重的"碳氫化合物可能很難擴散通過LEL傳感器的防火屏蔽金屬網。在LEL傳感器上

，這個網是用來避免傳感器本身回火引燃環境並允許象甲烷、丙烷和乙烷等通過到達傳感器的

惠斯通橋的電極表麵。然而，象汽油、煤油、溶劑等擴散通過這個網的速度較慢，因而到達電

橋的量也少，也即輸出較低。

4)惠斯通電橋式的LEL傳感器的靈敏度是以甲烷為代表的。

根據下表，汽油在惠斯通電橋上產生的熱量大約是甲烷的一半。因此，其產生的信號也是

甲烷的一半。如果用甲烷標定的LEL檢測汽油蒸氣，儀器顯示的讀數就是實際濃度的一半。例如

，在甲烷標定的情況下，如果LEL顯示空氣中汽油混合物的50%LEL，實際的由於一半輸出，

LEL就大約是100%

Gas/Vapor	LEL(%vol)	靈敏度(%)
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

當然，LEL的讀數可以用你所測量的氣體進行校正。比如，上表表明，丙烷的響應更接近於

大多數的VOC，因此也有很多的製造商用丙烷校正他們的儀器。也可以在儀器用甲烷校正後使用

校正係數進行待測氣體校正，即以電方法來使得儀器得到正確的讀數。由於甲烷是*先到達傳

感器表麵，所以用甲烷進行校正更適合於這類儀器。然而，即使使用了合適的校正係數，LEL傳

感器還是因為缺乏足夠的測量PPM量級的靈敏度而無法進行VOC的毒性測量。

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