真空紫外灯与测量气体种类
PID传感器测量的气体
• 有机物：含碳化合物
– 芳香族：含苯环的化合物
• • 苯系物：苯，苯乙烯，甲苯，二甲苯等 丙酮，丁酮，乙醛等
– 酮类和醛类： – 含氯碳氢化合物：三氯乙烯 – 胺和氨基化合物：含氮碳化物
• 二甲胺
– 含硫有机物：硫醇，二硫化碳 – 非饱和碳氢化合物： 含 C=C 健化合物
4PID 传感器结构
4PID 维护操作
• 泵吸模式
– 真实有效的测量低浓度VOC气体 – 响应时间更快，可以达到5秒以内 – 需要频繁的对传感器进行维护，包括紫外灯窗口及电离室清洗
苏萨PID传感器特点
• 4系列紧凑设计，环氧灌封安全可靠
• 高绝缘全聚四氟乙烯电离室，不易沾污， 不易漏电 • 5V供电，动态范围大，分辨率高 • 不锈钢外壳屏蔽好 • 长寿命迷你真空紫外灯 • 小体积电离室，湿度影响小
PID 就是一个“放大镜”
• 放大镜可以让我们看清自己的指纹；PID可
以让我们看到低浓度的有机蒸汽
氨气 二硫化碳 氯甲烷 苯 苯乙烯 氯乙烯 二甲苯
苯酚
汽油
煤油
PID怎么工作
• 大部分气体是都有其特定的电离能(IP)，用电子伏 特(eV)来表示 • 真空紫外灯电离样品气体并使之成为带电离子 • 所有电离能低于真空紫外灯光子能量的气体均会 被紫外灯
采样方式对PID传感器信号的影响
PID传感器在工作过程中，紫外光会产生大量的臭氧离子，臭 氧离子的强氧化性会使进入电离室的部分VOC分子氧化变成 一些小分子物质，从而使其不能被紫外灯电离，所以会输出 信号变小，所以传感器在泵吸和自然扩散两种工作模式下会 有不同的表现
• 扩散模式
– 电离室内容易积聚高浓度的臭氧离子，对低浓度VOC测量数据有较大的干扰 – 臭氧离子的存在有一定的字清洗作用，可以部分氧化积聚的紫外灯窗口表面的有 机物，从而有效减缓紫外窗口沾污引起的输出减弱
PID传感器输出特性
• 非常明显的非线性特征
• 在一定的范围内可被视作为线性 • 过高浓度下往往会出现饱和现象（与传感器结 构和电路参数有关，也与气体种类有关）
PID传感器稳定性
• 影响稳定性的主要因素
– 真空紫外灯衰退
– 紫外窗口沾污
• 灰尘、油污等沉积 • 有机物吸附沉积
PID传感器子迁移距离受温度影响
PID传感器的湿度干扰
• 理想状态下，水汽的存在会降低传感器信号输出
– 水分子强烈吸收紫外光，降低了紫外灯的输出强度 – 水分子加快了已电离分子的复合速率
• 实际应用中，漏电导致信号增大
– 电离室有凝露时，极易使偏置电极向离子收集电极漏电 – 较高湿度存在时，受污染的电离室容易发生漏电现象
• 丁二烯，异丁烯
– 醇类：乙醇 – 饱和碳氢化合物：丁烷，辛烷
• 无机物
– 氨气，砷烷
PID 应用
PID传感器组成
• 真空紫外灯及驱动电路
• 紫外灯内部冲有惰性气体、氢及其同位素等 • 紫外灯窗口可有MgF2、CaF2、Al2O3等晶体组成
• 检测器及检测电路
– 检测器含有可供样品气体进出的电离室 – 电离室内部有偏置电极和离子收集电子
• 传感器探测对应气体的离子信号并转化成电流 （电流信号往往极其微弱，有时小于1pA） • 该电流信号经过滤波、放大灯处理后，可以以模 拟或者数字信号输出
PID传感器工作原理
• PID传感器工作过程
• 电离能(IP)决定了该气体是否可以提被PID传 感器检测 • 电离能(IP)与气体的修正系数(CF)值没有必 然的关系
PID 基础
何为PID
• PID = Photo-Ionization Detector • 探测大部分有机蒸汽VOCs (volatile organic compounds) 和部分有毒气体( Toxic gases ) • 探测浓度可以从7194145517331ppb--10000ppm • PID 是非常灵敏的广谱探测器，可以看作是 检测极低浓度的LEL气体