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    一文讀懂光離子化PID傳感器

    2022-11-07 16:21:14

    近年來我國在揮發性有機物(VOCs)監測領域出臺了一系列監測標準規范,其中提出了氣相色譜、FID及PID等技術是環境空氣及污染源中揮發性有機物監測的主要方法。



    相關技術要求與規范

    1

    2016年廣東省發布《固定污染源揮發性有機物排放連續自動監測系統光離子化監測器(PID)法技術要求》(DB44/T1947-2016)

    2

    2021年上海、江蘇、浙江和安徽等四個省市的生態環境部門統一組織編制了長江三角洲區域統一標準《工業園區揮發性有機物光離子化傳感器(PID)網格化監測技術規范》。

    3

    2022年中華環保聯合會牽頭立項《揮發性有機物檢測儀(PID)》團體標準。


    PID氣體傳感器能檢測極低濃度的VOCs氣體和其它有毒氣體,是非色散紅外、電化學、催化燃燒氣體傳感器的補充,也是技術含量比較高的一種氣體傳感器,其高靈敏度檢測能力,使其在石油石化及環保監測中具有重要作用。



    光離子化PID傳感器


    圖1 PID檢測器工作原理


    廢氣或空氣中的VOCs被PID傳感器的紫外燈(UV)光源離子化為可被檢測器檢測到的正負離子。檢測器測量離子化了的氣體的電荷并將其轉化為電流信號,電流經放大后以模擬或者數字信號輸出,電流信號的大小和VOCs濃度成正比。在被檢測后,離子重新復合成為原來的氣體和蒸氣,因此PID是一種非破壞性檢測器,經過PID檢測的氣體仍可被收集做進一步的測定。



    大部分氣體都有其特定的電離能(IP),以電子伏特(eV)為計量單位,由UV燈發出的能量也以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。電離能決定了該氣體是否能被PID傳感器檢測到。


    目前商用的PID檢測器規格分為9.8eV、10.6eV和11.7eV,高于11.7 eV的化合物暫不能被商用PID檢測到。


    光離子化PID傳感器


    1、氣體濃度量程


    確定檢測氣體種類后,還需要對被測氣體濃度進行判斷,涉及到PID傳感器的氣體濃度檢測量程,一般從幾個ppm到幾萬ppm的寬量程均有相應產品。


    2、檢測分辨率

    分辨率指的就是傳感器能夠檢測到的Z低氣體濃度,PID傳感器靈敏度極高,一般在相對低量程的條件下,很多產品均能做到ppb級,部分產品能夠達到甚至低于1ppb。


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    3、線性度


    傳感器的線性度就是其輸出量與輸入量之間的實際關系曲線剝離直線的程度,剝離程度越低,線性度越高。


    PID傳感器具有良好的線性度,在大部分量程范圍內呈現線性變化。


    4R-PID :R^2大于0.995


    4、信號重復性

    傳感器光電轉換后的信號需要穩定輸出,其偏差越小越好。


    5、響應時間T90

    傳感器接觸的氣體濃度發生階躍變化時,其輸出變化達到穩定值的規定的百分比(一般為 70%或 90%)時所需的時間,即為T70或T90響應時間。PID傳感器一般以T90時間為準標稱響應時間。


    4R-PID:T90≤5 S


    6、溫濕度漂移

    PID傳感器都會受到溫濕度的影響而輸出值發生漂移,對產品使用造成影響,因此評估溫濕度對傳感器的影響是不可忽視的;


    低濕度情況下,PID傳感器會因為離子捕捉時遇到濕氣產生“假象”離子(電離部分水),導致測量濃度偏高,該現象難以完全避免,因此多數PID都有濕度補償功能;但濕度太高,水汽會附著在離子化室的內壁,造成陽極和陰極之間電導率增加,漏電流上升,因此很容易造成下雨天PID檢測器誤報警的情況發生。


    4R-PID:受環境干擾小,誤差不超過10%


    PID傳感器相較其他技術氣體傳感器具有多項優勢,響應速度快、檢測范圍廣、可定量,靈敏度高、本質安全等等。煒盛科技在核心技術、產業化方向不斷突破,已實現PID傳感器的完全自主可控和量產上市,可無差別替換進口品牌產品。


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