PID技術描述
PID是英文Photo Ionization Detector 的簡稱,即光離子化檢測器。
熟悉氣相色譜的人都知道,氣相色譜在用色譜柱分離混合化合物后,都要經(jīng)過檢測器才能確認各種化合物的種類和數(shù)量。這些檢測器包括:熱導、氫焰、電子捕獲等。光離子化檢測儀器也是氣相色譜檢測器的一種,是一種新型的離子檢測儀器。就如同氫焰離子化檢測器一樣,它也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,只不過它的離子源不是氫焰,而是具有特別能量的紫外燈。
光離子化監(jiān)測儀原理圖 (ISCn 2004)
PID是怎樣工作的?
PID使用了一個紫外燈(UV)光源將有機物“擊碎”成可被檢測器檢測到的正負離子(離子化),所形成的分子碎片和電子由于分別帶有正負電荷,從而在兩個電極之間產(chǎn)生電流。檢測器將電流被放大并顯示出"PPM"濃度值。在被檢測后,離子重新復合成為原來的氣體和蒸氣。
PID是一種非破壞性檢測器,它不會"燃燒"或永久性改變待測氣體,這樣一來,經(jīng)過PID檢測的氣體仍可被收集做進一步的測定。
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,即將化合物離子化的能量被稱之為"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9.24 eV,它可以被標準配置的PID(配10.6 eV)所"看"到。氯甲烷的IP是11.32 eV,它只能被11.7 eV的PID"看"到。一氧化碳的IP是14.01 eV,它就不可能被PID離子化。我們可以從各類化學手冊上和ISC提供的資料上查到各類物質(zhì)的IP值。
常見物質(zhì)的電離電位、校正系數(shù)以及立即致死量、爆炸下限如下表所列。
物質(zhì) | 分子式 | 電離電位 | 校正系數(shù) | IDLH ppm | 爆炸下限% |
乙酸 | C2H4O2 | 10.66 | 14 | 50 | 4 |
丙烯腈 | C3H3N | 10.91 | 1.2 | 85 | 3.0 |
氨氣 | NH3 | 10.16 | 9.7 | 300 | 15 |
苯 | C6H6 | 9.25 | 0.53 | 500 | 1.2 |
丁胺 | C4H11N | 8.71 | 7 | 300 | 1.7 |
二硫化碳 | CS2 | 10.07 | 1.2 | 500 | 1.3 |
二甲胺 | C2H7N | 8.23 | 1.5 | 500 | 2.8 |
二甲基肼 | C2H8N2 | 7.28 | 0.78 | 15 | 1.4 |
丙烯酸乙脂 | C5H8O2 | 10.3 | 2.4 | 300 | 1.4 |
甲硫醇 | CH4S | 9.44 | 0.6 | 150 | 3.9 |
氯乙烯 | C2H3Cl | 9.99 | 2.0 | 150 | 3.6 |
PID到底能測量哪些物質(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,比如:苯,甲苯,萘等等。
· 酮類和醛類:含有C=O鍵的化合物。比如:丙酮,甲基已基酮(MEK),乙醛等等。
· 氨和胺類:含N的碳氫化合物。比如二已胺等等。
· 鹵代烴類:比如三氯乙烯(TCE),全氯乙烯(PERC)等等:
· 硫化物類:
· 不飽和烴類:比如丁二烯,異丁烯等等
· 醇類:比如異丙醇(IPA),乙烷等等
· 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
· 半導體氣體:砷、磷化氫等,
· 硫化氫
· 一氧化氮
· 溴和碘類等等。
PID不能測量哪些物質(zhì)
放射性,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),氟力昂氣體,臭氧,非揮發(fā)性氣體等。