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淺談?chuàng)]發(fā)性有機(jī)物VOC監(jiān)測的PID原理與FID原理

2022-05-09 15:31:58 admin
      第一種監(jiān)測方法:光離子化氣體檢測器(PID)
      光離子化氣體檢測器(Photo Ionization Detector,簡稱 PID)是一種具有極高靈敏度,用途廣泛的檢測器,可以檢測 從極低濃度的10ppb到較高濃度的10000ppm的揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compounds,簡稱VOCs)和 其它有毒氣體。與傳統(tǒng)檢測方法相比, 它具有便攜式,精度高(ppm級),響應(yīng)快,可以連續(xù)測試等優(yōu)點。當(dāng)電離電位(IP)小于紫外燈能量的化合物氣體或蒸氣通過離子化腔時,PID的紫外光源(UV)就會將該化合物擊碎成 可被檢測到的正負(fù)離子(該過程即離子化)。檢測器測離子化后的氣體電荷并將其轉(zhuǎn)化為電流信號,然后電流被放大并轉(zhuǎn)化為濃度值。
      第二種監(jiān)測方法:氫火焰離子化檢測器(FID)
      氫火焰離子化檢測器(Flame Ionization Detector, 簡稱FID)是典型的破壞性、質(zhì)量型檢測器,是以氫氣和空氣燃燒生成的火焰為能源,當(dāng)有機(jī)化合物進(jìn)入以氫氣和氧氣燃燒的火焰,在高溫下產(chǎn)生化學(xué)電離,電離產(chǎn)生比基流高幾個數(shù)量級的離子,在高壓電場的定向作用下,形成離子流,微弱的離子流( -12 -8 6 11 10 ~10 A)經(jīng)過高阻(10 ~10 Ω)放大,成為與進(jìn)入火焰的有機(jī)化合物的量成正比的電信號,因此可以根據(jù)信號的大小對有機(jī)物進(jìn)行定量分析。 氫火焰離子化檢測器是高靈敏度的通用檢測器,靈敏度可達(dá)( -12 -13 10 ~10 )g/s。
      第三種監(jiān)測方法:色譜分離技術(shù)
      色譜分離技術(shù)又稱層析分離技術(shù)或色層分離技術(shù),是一種分離復(fù)雜混合物中各個組分的有效方法。它是利用不同物質(zhì)在 由固定相和流動相構(gòu)成的體系中具有不同的分配系數(shù),當(dāng)兩相作相對運動時,這些物質(zhì)隨流動相一起運動,并在兩相間 進(jìn)行反復(fù)多次的分配,從而使各物質(zhì)達(dá)到分離。
 

      目前揮發(fā)性有機(jī)物網(wǎng)格化應(yīng)用及存在的問題
      由于傳感器在時間分辨率上明顯優(yōu)于在線色譜和在線質(zhì)譜等技術(shù),且具有體積小、價格便宜并可大量布點的優(yōu)點,在大氣網(wǎng)格化監(jiān)測中有較大優(yōu)勢。但揮發(fā)性有機(jī)物傳感器與其它常規(guī)氣態(tài)污染物傳感器(如二氧化硫和臭氧等)不同,揮發(fā)性有機(jī)物傳感器其并非對單一物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測,而是需要其對某一類或多類污染物物質(zhì)(比如芳香烴及烷烴等)產(chǎn)生響應(yīng),實現(xiàn)對工業(yè)園區(qū)揮發(fā)性有機(jī)物主要污染排放的追蹤、預(yù)警及變化規(guī)律實時監(jiān)控。在尚無相關(guān)監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,長三角地區(qū)部分工業(yè)園區(qū)安裝并使用了傳感器設(shè)備作為網(wǎng)格化監(jiān)測,投入巨大,但效果卻不理想。一是選型問題,存在監(jiān)測因子與特征污染物不適用;二是缺乏維護(hù),部分園區(qū)50%設(shè)備基本無數(shù)據(jù);三是準(zhǔn)確性差,數(shù)據(jù)波動超過 10 倍以上,無法反應(yīng)污染真實變化;四是核心部件傳感器性能良莠不齊,整體網(wǎng)格化監(jiān)測設(shè)備設(shè)計差異導(dǎo)致的監(jiān)測誤差,導(dǎo)致數(shù)據(jù)穩(wěn)定性不佳。
 

對比項目 PID FID
尺寸、重量 重量輕、體積小 重量大、體積大
數(shù)據(jù)線性 低濃度下線性良好 整個范圍內(nèi)線性好
監(jiān)測范圍 1ppb-10000ppm 1ppm-50000ppm
監(jiān)測化合物 部分VOC類、部分無機(jī)氣體 VOCs類、很少無機(jī)氣體
樣品處理方式 非破壞性 破壞性
可靠性 受溫濕度影響、壽命較短 壽命長、穩(wěn)定
費用
 


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