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光離子化檢測(cè)有機(jī)化合物

日期：2024-11-23 06:26

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摘要：

光離子化檢測(cè)器（PhotoIonization Detectors，簡(jiǎn)稱(chēng)PID）可以檢測(cè)極低濃度 (0-2000

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

很多發(fā)生事故的有害物質(zhì)（HazMat，HazardousMaterial)都是VOC，因而對(duì)VOC檢測(cè)具有極

高靈敏度的PID就在檢測(cè)有機(jī)化合物中有著無(wú)法替代的用途：

盡管已有一些公司號(hào)稱(chēng)它們可以進(jìn)行有機(jī)化合物的檢測(cè)，但RAE公司近期在PID技術(shù)上的突

破性發(fā)展：包括使儀器更加堅(jiān)固、更加可靠和更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用使其成為檢測(cè)有機(jī)化合物的普遍工

具。也正是這些發(fā)展，PID將成為有機(jī)氣體監(jiān)測(cè)的優(yōu)選儀器。

光離子化檢測(cè)有機(jī)化合物一般意義上的VOC到底包括哪些物質(zhì)？

從某種意義上講，VOC是保證工業(yè)的發(fā)展的化學(xué)物質(zhì)，包括：

燃料、油料(主要的應(yīng)急事故)

潤(rùn)滑、油脂、脫脂劑

溶劑、涂料、塑料和樹(shù)脂

光離子化檢測(cè)有機(jī)化合物為什么不使用LEL檢測(cè)器？

很多VOC確實(shí)是易燃物質(zhì)并且可以被應(yīng)用于很多多氣體檢測(cè)器中配備的LEL(Lower Explo

-siveLimit)或稱(chēng)易燃易爆氣體檢測(cè)器所檢測(cè)到。但是，由于LEL傳感器的較低的靈敏度還不足

以確認(rèn)毒性而無(wú)法應(yīng)用于應(yīng)急事故之中。

換句話說(shuō)，LEL傳感器檢測(cè)的是爆炸性而非毒性。

光離子化檢測(cè)有機(jī)化合物1)LEL傳感器檢測(cè)的是爆炸性而非毒性。

LEL傳感器測(cè)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(cè)到的*小的汽油蒸氣量。汽油的TWA值（時(shí)間加權(quán)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(shuō)明LEL不適合于

檢測(cè)汽油泄露。LEL傳感器測(cè)量的是爆炸性而不是毒性。實(shí)際上，很多VOC（有機(jī)化合物）即使

在其濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LEL傳感器靈敏度時(shí)就已經(jīng)具有了很大的毒性。

2)LEL傳感器是專(zhuān)用于測(cè)量甲烷氣體的。光離子化檢測(cè)有機(jī)化合物

*初，LEL傳感器是專(zhuān)門(mén)用于解決測(cè)量煤礦中甲烷濃度問(wèn)題的。大多數(shù)的LEL傳感器都采用

測(cè)量易燃?xì)怏w在催化極上燃燒產(chǎn)生熱量的惠斯通電橋的原理。此時(shí)，溫度升高引起電阻的變化

，儀器對(duì)其進(jìn)行測(cè)量并轉(zhuǎn)化為% LEL。

3)LEL傳感器的局限性：

兩種基理影響著LEL傳感器的性能并影響著它們有效地測(cè)量非甲烷氣體：

氣體在燃燒時(shí)的熱量輸出不同：

"較重的"碳?xì)浠衔镎魵飧y一些擴(kuò)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(chǎn)生熱量較多而另一些可能相對(duì)小一些。這些物理性質(zhì)的不同導(dǎo)致了使用LEL

傳感器時(shí)的不便。比如100% LEL甲烷(5%體積甲烷)產(chǎn)生的熱量就相當(dāng)于100%LEL丙烷(2.0%體積

)的兩倍。

有些"較重的"碳?xì)浠衔锟赡芎茈y擴(kuò)散通過(guò)LEL傳感器的防火屏蔽金屬網(wǎng)。在LEL傳感器上

，這個(gè)網(wǎng)是用來(lái)避免傳感器本身回火引燃環(huán)境并允許象甲烷、丙烷和乙烷等通過(guò)到達(dá)傳感器的

惠斯通橋的電極表面。然而，象汽油、煤油、溶劑等擴(kuò)散通過(guò)這個(gè)網(wǎng)的速度較慢，因而到達(dá)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(jù)下表，汽油在惠斯通電橋上產(chǎn)生的熱量大約是甲烷的一半。因此，其產(chǎn)生的信號(hào)也是

甲烷的一半。如果用甲烷標(biāo)定的LEL檢測(cè)汽油蒸氣，儀器顯示的讀數(shù)就是實(shí)際濃度的一半。例如

，在甲烷標(biāo)定的情況下，如果LEL顯示空氣中汽油混合物的50%LEL，實(shí)際的由于一半輸出，

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(dāng)然，LEL的讀數(shù)可以用你所測(cè)量的氣體進(jìn)行校正。比如，上表表明，丙烷的響應(yīng)更接近于

大多數(shù)的VOC，因此也有很多的制造商用丙烷校正他們的儀器。也可以在儀器用甲烷校正后使用

校正系數(shù)進(jìn)行待測(cè)氣體校正，即以電方法來(lái)使得儀器得到正確的讀數(shù)。由于甲烷是*先到達(dá)傳

感器表面，所以用甲烷進(jìn)行校正更適合于這類(lèi)儀器。然而，即使使用了合適的校正系數(shù)，LEL傳

感器還是因?yàn)槿狈ψ銐虻臏y(cè)量PPM量級(jí)的靈敏度而無(wú)法進(jìn)行VOC的毒性測(cè)量。

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