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浅谈挥发性有机物VOC监测的PID原理与FID原理

第一种监测方法:光离子化气体检测器(PID) 光离子化气体检测器(Photo Ionization Detector,简称 PID)是一种具有极高灵敏度...
      第一种监测方法:光离子化气体检测器(PID)
      光离子化气体检测器(Photo Ionization Detector,简称 PID)是一种具有极高灵敏度,用途广泛的检测器,可以检测 从极低浓度的10ppb到较高浓度的10000ppm的挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,简称VOCs)和 其它有毒气体。与传统检测方法相比, 它具有便携式,精度高(ppm级),响应快,可以连续测试等优点。当电离电位(IP)小于紫外灯能量的化合物气体或蒸气通过离子化腔时,PID的紫外光源(UV)就会将该化合物击碎成 可被检测到的正负离子(该过程即离子化)。检测器测离子化后的气体电荷并将其转化为电流信号,然后电流被放大并转化为浓度值。
      第二种监测方法:氢火焰离子化检测器(FID)

      氢火焰离子化检测器(Flame Ionization Detector, 简称FID)是典型的破坏性、质量型检测器,是以氢气和空气燃烧生成的火焰为能源,当有机化合物进入以氢气和氧气燃烧的火焰,在高温下产生化学电离,电离产生比基流高几个数量级的离子,在高压电场的定向作用下,形成离子流,微弱的离子流( -12 -8 6 11 10 ~10 A)经过高阻(10 ~10 Ω)放大,成为与进入火焰的有机化合物的量成正比的电信号,因此可以根据信号的大小对有机物进行定量分析。 氢火焰离子化检测器是高灵敏度的通用检测器,灵敏度可达( -12 -13 10 ~10 )g/s。
      第三种监测方法:色谱分离技术
      色谱分离技术又称层析分离技术或色层分离技术,是一种分离复杂混合物中各个组分的有效方法。它是利用不同物质在 由固定相和流动相构成的体系中具有不同的分配系数,当两相作相对运动时,这些物质随流动相一起运动,并在两相间 进行反复多次的分配,从而使各物质达到分离。
 

      目前挥发性有机物网格化应用及存在的问题
      由于传感器在时间分辨率上明显优于在线色谱和在线质谱等技术,且具有体积小、价格便宜并可大量布点的优点,在大气网格化监测中有较大优势。但挥发性有机物传感器与其它常规气态污染物传感器(如二氧化硫和臭氧等)不同,挥发性有机物传感器其并非对单一物质进行监测,而是需要其对某一类或多类污染物物质(比如芳香烃及烷烃等)产生响应,实现对工业园区挥发性有机物主要污染排放的追踪、预警及变化规律实时监控。在尚无相关监测技术标准的前提下,长三角地区部分工业园区安装并使用了传感器设备作为网格化监测,投入巨大,但效果却不理想。一是选型问题,存在监测因子与特征污染物不适用;二是缺乏维护,部分园区50%设备基本无数据;三是准确性差,数据波动超过 10 倍以上,无法反应污染真实变化;四是核心部件传感器性能良莠不齐,整体网格化监测设备设计差异导致的监测误差,导致数据稳定性不佳。
 

对比项目 PID FID
尺寸、重量 重量轻、体积小 重量大、体积大
数据线性 低浓度下线性良好 整个范围内线性好
监测范围 1ppb-10000ppm 1ppm-50000ppm
监测化合物 部分VOC类、部分无机气体 VOCs类、很少无机气体
样品处理方式 非破坏性 破坏性
可靠性 受温湿度影响、寿命较短 寿命长、稳定
费用

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